針對(duì)無屏蔽高速PUR電纜的串?dāng)_抑制,可通過優(yōu)化布線設(shè)計(jì)、采用差分信號(hào)傳輸、設(shè)置防護(hù)布線、合理選擇層疊結(jié)構(gòu)與材料、進(jìn)行電磁仿真與測(cè)試等綜合措施實(shí)現(xiàn)。以下為具體方法及分析:
一、布線優(yōu)化
增加信號(hào)路徑間距:增加信號(hào)線之間的間距是減少串?dāng)_最直接的方法。根據(jù)3W原則,走線間保持3倍線寬(W)的距離,可將串?dāng)_現(xiàn)象降低70%。對(duì)于敏感信號(hào),間距甚至可以拉大到10W。
縮短平行走線長(zhǎng)度:遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲與耦合長(zhǎng)度成正比,因此縮短平行走線的長(zhǎng)度可以有效減小遠(yuǎn)端噪聲。
避免平行走線:高速信號(hào)走線與敏感信號(hào)走線盡量避免平行走線,以減少電磁耦合效應(yīng)。
優(yōu)化過孔設(shè)計(jì):減少高速信號(hào)的過孔數(shù)量,因?yàn)檫^孔會(huì)影響高速信號(hào)的阻抗,從而降低信號(hào)完整性,增加串?dāng)_。
二、采用差分信號(hào)傳輸
差分信號(hào)通過一對(duì)信號(hào)線傳輸,這對(duì)信號(hào)線傳輸?shù)男盘?hào)幅度相等但極性相反。在接收端,通過對(duì)這兩個(gè)信號(hào)進(jìn)行差分放大,可以有效抑制共模干擾,包括信號(hào)串?dāng)_。差分信號(hào)的抗干擾能力強(qiáng),能夠在復(fù)雜的電磁環(huán)境中穩(wěn)定傳輸信號(hào),且傳輸速率較高,可以滿足高速電路的需求。
三、設(shè)置防護(hù)布線
防護(hù)布線隔離:防護(hù)布線通過阻隔干擾信號(hào)的傳播路徑,減少信號(hào)之間的電磁耦合,從而降低串?dāng)_。防護(hù)線應(yīng)盡量靠近受害線,并盡可能寬,以增強(qiáng)隔離效果。同時(shí),防護(hù)線的寬度和間距需要符合PCB的設(shè)計(jì)規(guī)則。
電氣連接:防護(hù)線通常與地平面相連,或者保持在一個(gè)固定電位上,以最大化屏蔽效果。在防護(hù)布線上增加多個(gè)“接地過孔”,可以為防護(hù)布線提供多個(gè)接地點(diǎn)或電位參考點(diǎn),有效地抑制和分散在防護(hù)布線上產(chǎn)生的噪聲電壓。
四、合理選擇層疊結(jié)構(gòu)與材料
層疊設(shè)計(jì):通過多層PCB設(shè)計(jì),可以將關(guān)鍵信號(hào)線放置在不同層面上,減少信號(hào)間的相互耦合。例如,采用帶狀線結(jié)構(gòu),將信號(hào)線放置在PCB的內(nèi)層,并用兩層接地層包裹,這樣可以最大限度地減少遠(yuǎn)端噪聲。
材料選擇:選擇高頻性能優(yōu)異的板材,如Isola FR408HR、Rogers RO4350B等,這些材料在高頻下的損耗較低,介電常數(shù)穩(wěn)定,有助于減少信號(hào)傳輸過程中的衰減和失真,從而降低串?dāng)_。
五、電磁仿真與測(cè)試
電磁仿真:在設(shè)計(jì)階段,利用電磁仿真軟件對(duì)PCB板的串?dāng)_進(jìn)行仿真分析,可以預(yù)測(cè)可能存在的串?dāng)_問題,并及時(shí)進(jìn)行調(diào)整。通過專業(yè)的電磁仿真軟件,對(duì)電路的布線、元件布局等進(jìn)行詳細(xì)模擬,計(jì)算出信號(hào)串?dāng)_的程度和分布情況。
實(shí)際測(cè)試:在實(shí)際制作電路板后,要進(jìn)行全面的測(cè)試,包括信號(hào)完整性測(cè)試、電磁兼容性測(cè)試等。通過示波器、頻譜分析儀等測(cè)試設(shè)備,檢測(cè)信號(hào)的傳輸特性,如幅度、頻率、相位等,以及是否存在串?dāng)_現(xiàn)象。根據(jù)測(cè)試結(jié)果,進(jìn)一步優(yōu)化電路設(shè)計(jì),采取相應(yīng)的解決措施。
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