您的位置 首页 博主推荐

什么是线间串扰 怎么来减少线间串扰?

什么是线间串扰 怎么来减少线间串扰?

线间串扰是电磁干扰的一种主要形式,当多条较长并且距离很近的导线平行传输信号时,其中每一条导线上的信号变化都会对其他导线的信号传输产生电磁干扰。

串扰的强弱受相邻电路分布电容、互感和电路本身的阻抗影响。线间串扰对受干扰电路的影响来源于电路间的分布式电容和分布式电感引起的电磁耦合:由于每一条线路都对地存在寄生电容和电感,使得线路之间存在不同程度的耦合,当其中一条线上存在电流或者电压变化时,相邻线路上就会产生电磁感应或静电感应,这就是线间串扰。线间串扰有电容耦合和电感耦合两种形式。

顾名思义,电容耦合是由于电子器件或线路之间存在的分布式电容,而产生电磁干扰的一种现象。导电传输线相互靠近时会存在一定大小的容抗,使得两边可以形成一个导电通路,一条传输线上的电压变化会通过两边传输线之间的互容将能量耦合到另一边,使其电位受到影响。

当干扰传输线上升沿信号Vs通过时,会在受干扰线上产生一个前向的耦合电压Vf和后向的耦合电压Vb,其中前向电压产生的脉冲传向受干扰线的远端,后向电压产生的脉冲传向受干扰线的近端。

电感耦合则是由于电磁感应,一条传输线上的电流变化产生的磁场在另一条被干扰的传输线上引起感应电压导致的电磁干扰。相对于电容耦合而言,电感耦合产生的前向电压和后向电压极性是相反的。

干扰信号在上升沿时间通过电感耦合在受干扰线上产生一个正的后向电压和一个负的前向电压。

其中电容耦合和电感耦合产生干扰的宽度和幅度变化是相似的,其脉冲宽度近似等于信号上升沿宽度,幅度与电压(电流)变化斜率成正比。

电容耦合和电感耦合一般都是同时发生的,而对于非理想地平面或微带传输线,电感耦合的影响要大于电容耦合。

在了解了这些之后,再结合我们这边的情况来看,从示波器的波形中我们可以看到时钟和数据信号相互的干扰情况(为使观察更清晰,这里以60M时钟下波形为例)

什么是线间串扰 怎么来减少线间串扰? 博主推荐 第1张

上图中下方蓝色信号为数据信号波形,实际理想波形应如画出的红线所示,为一个整齐的方波,但是由于紧邻时钟信号线,受到时钟信号串扰后数据波形上一直存在着幅度较小的与时钟同频的信号波动;而当数据信号变化自身产生较大起伏时,时钟信号也受到影响出现了电压的偏移。

根据时钟和数据各自受到的影响来看,当对方电压信号上升时,自身电压信号便会下降,可知在该板间接插件中进行信号传输时,主要是电感耦合在串扰中起作用。

如果说上图中时钟频率为60MHz时还能正常对数据信号进行采样,但时钟频率增加到150MHz以上就无法正确采样了。如下图为时钟频率为150MHz时数据与时钟的波形,已经全部乱掉了。

经过查找资料,可以用一些措施来减少线间串扰:

1. 布置电子装置内部信号线时,尽量将其靠近接地底板,增大对地电容,从而减小串扰。

2. 在允许的空间范围内,应尽量加大信号线与其他线之间的距离,减少线间耦合(3W原则:传输线中心距不少于3倍线宽时,则可保持70%的线间电场不互相干扰)。

3. 尽量缩短平行线长度,增加线间距离,如果可以,在信号线间加布隔离地线。

4. 机箱内板间的信号线越短越好。

5. 端子线进入印制板,可以在入口处增加RC去耦合电路,以便消除长线的传输串扰。

本文内容转自:网络交换FPGA,转载此文目的在于传递更多信息,版权归原作者所有。

 

版权所有,如未注明,均为原创,转载请注明
齐东汽车电子博客 qidongyy.com
本文标题:什么是线间串扰 怎么来减少线间串扰?
如有疑问:请转到这里联系我
网站建设:推荐老薛主机-优质海外主机服务商

热门文章