基于高速PCB串扰分析及其最小化

文章摘要：4.串扰最小化串扰在高速高密度的PCB设计中普遍存在，串扰对系统的影响一般都是负面的。为减少串扰，最基本的就是让干扰源网络与被干扰网络之间的耦合越小越好。在高密度复杂PCB设计中完全避免串扰是不可能的，但在系统设计中设计者应该在考虑不影响系统其它性能的情况下，选择适当的方法来力求串扰的最小化。结合上面的分析，解决串扰问题主要从以下几个方面考虑：在布线条件允许的条件下，尽可能拉大传输线间的距离；或者尽可能地减少相邻传输线间的平行长度(累积平行长度)，最好是在不同层间走线。相邻两层的信号层(无平面层隔离)走线方向应该垂直，尽量避免平行走线以减少层间的串扰。在确保信号时序的情况下，尽可能选择转换速度

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　　4.串扰最小化

　　串扰在高速高密度的PCB设计中普遍存在，串扰对系统的影响一般都是负面的。为减少串扰，最基本的就是让干扰源网络与被干扰网络之间的耦合越小越好。在高密度复杂PCB设计中完全避免串扰是不可能的，但在系统设计中设计者应该在考虑不影响系统其它性能的情况下，选择适当的方法来力求串扰的最小化。结合上面的分析，解决串扰问题主要从以下几个方面考虑：

　　在布线条件允许的条件下，尽可能拉大传输线间的距离；或者尽可能地减少相邻传输线间的平行长度(累积平行长度)，最好是在不同层间走线。

　　相邻两层的信号层(无平面层隔离)走线方向应该垂直，尽量避免平行走线以减少层间的串扰。

　　在确保信号时序的情况下，尽可能选择转换速度低的器件，使电场与磁场的变化速率变慢，从而降低串扰。

　　在设计层叠时，在满足特征阻抗的条件下，应使布线层与参考平面(电源或地平面)间的介质层尽可能薄，因而加大了传输线与参考平面间的耦合度，减少相邻传输线的耦合。

　　由于表层只有一个参考平面，表层布线的电场耦合比中间层的要强，因而对串扰较敏感的信号线尽量布在内层。

　　通过端接，使传输线的远端和近端终端阻抗与传输线匹配，可大大减小串扰的幅度。

　　5.结束语

　　数字系统设计已经进入了一个新的阶段。许多过去处于次要地位的高速设计问题，现在已经对于系统性能具有关键的影响。包括串扰在内的信号完整性问题带来了设计观念、设计流程及设计方法的变革。面对新的挑战，对于串扰噪声而言，最关键的就是找出那些对系统正常运行真正有影响的网络，而不是盲目的对所有网络进行串扰噪声的抑制，这也是和有限的布线资源相矛盾的。本文所讨论的串扰问题对于高速高密度电路设计中解决串扰问题具有十分重要的意义。(西南交通大学电气工程学院 乔洪)

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