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開槽地平面的串擾

時間：2010-06-26 19:22:03

關(guān)鍵字：串擾 BSP 電流信號

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[導(dǎo)讀]圖5.8中描述的串擾情況是一個典型的布局設(shè)計中錯誤，稱為地槽。當一個布線設(shè)計工程師把正常的布線層的究竟用盡，想在地層面上塞進一根走線時，會出現(xiàn)地槽。通常采用的方法是地層面上分割出一個長條，然后在里面布線。

圖5.8中描述的串擾情況是一個典型的布局設(shè)計中錯誤，稱為地槽。當一個布線設(shè)計工程師把正常的布線層的究竟用盡，想在地層面上塞進一根走線時，會出現(xiàn)地槽。通常采用的方法是地層面上分割出一個長條，然后在里面布線。對于垂直經(jīng)過該槽的走線，地槽會增加其電感，也增加了串擾。這種做法應(yīng)該是被禁止的。

在密集的背板上經(jīng)過連接器的區(qū)域時也會發(fā)生地槽的情況，因此應(yīng)該確認每個引腳的間隙孔，保證所有的引腳之間的地保持連續(xù)（見圖5.9）。

如圖5.8所示，從驅(qū)動器A點返回的電流不能直接從走線A~B之下流過，而是轉(zhuǎn)向繞過地槽的頂端。

經(jīng)過轉(zhuǎn)向的電流形成了一個大的環(huán)路，嚴重地增加了信號路徑A~B的電感，從而減慢了在B點收到信號時的上升時間。

轉(zhuǎn)向的電流周時與走線C~D的返回電流路徑環(huán)路形成嚴重重疊。這個重疊在信號走線A~B和走線C~D之間引起一個大的互感。

與走線A~B串聯(lián)的有效電感是：

其中，L=電感，NH
D=槽長度，IN
W=走線寬度，IN

槽寬度幾乎不影響信號走線的電感。任何寬度的一個槽，無論多窄，都會使電流轉(zhuǎn)向，繞過槽的兩端。槽的寬度從零一直到等于槽的長度，效果都一樣。

如果走線由在靠近槽的一端，電感就比較少一些。如果槽長度和走線寬度接近或小于線寬，就幾乎沒有影響，如果槽靠近走線，但沒有和走線交疊，影響也較小。

由槽導(dǎo)致電感的變化所引起的上升時間損失，其數(shù)值取決于所采用的端接情況。最壞的情況是一條長線，在電感兩端的源端阻抗都是ZO。因此L/R濾波器的10~90%上升時間的結(jié)果形式如下：

使用平方求和再開平方根的方法合并這一上升時間和正常信號的上升時間：

對于驅(qū)動一個大的容性負載C的短線，其10~90%的上升時間為：

這樣的一個電路可能會發(fā)生振鈴。該電路的Q值取決于驅(qū)動器的源電阻RS：

當Q值大于1時，電路會振鈴，當Q值接近1時，電路上的上升時間遵從式當Q值小于1時，電路的上升時間比前式的時間慢。

如果第二條走線與第一條走線很近，也橫穿了相同的槽，這兩條走線將會緊耦合。第二條走線與第一條走線的耦合電感LM與式中的L相同。

如果第二條走線由在靠近槽的一端，它與第一條走線的耦合電感隨著它與槽端的距離線性減少。

根據(jù)耦合電感和驅(qū)動電路的電流變化時間速率的知識，可以算出兩條走線之間的交叉耦合電壓：

對于一條長線，△I只是等于驅(qū)動電壓除以特性阻抗：

對于驅(qū)動一個大的容性負載C的短線，電流變化速率是電壓的二次導(dǎo)數(shù)：

文中第2式到第8式對于地平面中由任何阻斷所引起的電感的分析都同樣合適。

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