PCB設(shè)計(jì)師之所以關(guān)心串?dāng)_這一現(xiàn)象，是因?yàn)榇當(dāng)_可能造成以下性能方面的問(wèn)題：噪音電平升高；有害尖峰突波；數(shù)據(jù)邊沿抖動(dòng)；意外的訊號(hào)反射。
這幾個(gè)問(wèn)題中哪些會(huì)對(duì)PCB設(shè)計(jì)有所影響取決于多方面因素，如板上所用邏輯電路的特性、電路板的設(shè)計(jì)、串?dāng)_的模式以及干擾線和被干擾線兩邊的端接情況。本文提供的信息可協(xié)助讀者加深對(duì)串?dāng)_的認(rèn)識(shí)和研究，減少串?dāng)_對(duì)設(shè)計(jì)影響。
隨著通訊、視訊、網(wǎng)絡(luò)和計(jì)算機(jī)技術(shù)領(lǐng)域中數(shù)字系統(tǒng)的執(zhí)行速度日益加速，對(duì)此類(lèi)系統(tǒng)中的印刷電路板的質(zhì)量要求也越來(lái)越高。早期的PCB設(shè)計(jì)在面臨訊號(hào)頻率日益增高和脈沖上升時(shí)間日益縮短的情況下，已無(wú)法保證系統(tǒng)性能和工作要求。在目前的PCB設(shè)計(jì)中，我們必須利用傳輸線理論對(duì)PCB及其組件進(jìn)行建模。只有充分了解PCB上串?dāng)_產(chǎn)生的形式、機(jī)制和后果，并采用相應(yīng)技術(shù)最大程度地加以抑制，才能幫助我們提高包含PCB在內(nèi)的系統(tǒng)的可靠性。本文主要圍繞PCB設(shè)計(jì)展開(kāi)，但相信文中所討論的內(nèi)容也有助于電纜和連接器的表征等其它應(yīng)用場(chǎng)合使用。
為了盡可能減少PCB設(shè)計(jì)中的串?dāng)_，我們必須在容抗和感抗之間尋找平衡點(diǎn)，力求達(dá)到額定阻抗值，因?yàn)镻CB的可制造性要求傳輸線阻抗得到良好控制。在電路板設(shè)計(jì)完成之后，板上的組件、連接器和端接方式?jīng)Q定了哪種類(lèi)型的串?dāng)_會(huì)對(duì)電路性能產(chǎn)生多大的影響。利用時(shí)域測(cè)量方法，透過(guò)計(jì)算拐點(diǎn)頻率和理解PCB串?dāng)_模型，可以幫助設(shè)計(jì)人員設(shè)置串?dāng)_分析的邊界范圍。
時(shí)域測(cè)量方法
為了測(cè)量與分析串?dāng)_，可采用頻域技術(shù)觀察頻譜中頻率的諧波分量與這些諧波頻率上EMI最大值之間的關(guān)系。不過(guò)，對(duì)數(shù)字訊號(hào)邊沿進(jìn)行時(shí)域測(cè)量也是測(cè)量與分析串?dāng)_的一種方法，而且時(shí)域測(cè)量還有以下優(yōu)點(diǎn)：數(shù)字訊號(hào)邊沿的變化速度，或者說(shuō)上升時(shí)間，直接展現(xiàn)了訊號(hào)中每個(gè)頻率成分有多高。因此，由訊號(hào)邊沿定義的訊號(hào)速度也能夠幫助揭示串?dāng)_的機(jī)制。而上升時(shí)間可直接用于計(jì)算拐點(diǎn)頻率。本文將使用上升時(shí)間測(cè)量方法對(duì)串?dāng)_進(jìn)行闡述和測(cè)量。
為保證一個(gè)數(shù)字系統(tǒng)能可靠工作，設(shè)計(jì)人員必須研究并驗(yàn)證電路設(shè)計(jì)在拐點(diǎn)頻率以下的性能。對(duì)數(shù)字訊號(hào)的頻域分析顯示，高于拐點(diǎn)頻率的訊號(hào)會(huì)被衰減，不會(huì)對(duì)串?dāng)_產(chǎn)生實(shí)質(zhì)影響，而低于拐點(diǎn)頻率的訊號(hào)所包含的能量足以影響電路工作。拐點(diǎn)頻率透過(guò)下式計(jì)算：
= 0.5/
PCB串?dāng)_模型
本節(jié)提供的模型為不同形式串?dāng)_的研究提供了一個(gè)平臺(tái)，并闡明了兩條微帶線之間的互阻抗是如何在PCB上造成串?dāng)_的。圖1是一個(gè)概念性的互阻抗模型。互阻抗沿著兩條走線呈均勻分布。串?dāng)_在數(shù)字閘電路向串?dāng)_線打出上升沿時(shí)產(chǎn)生，并沿著走線進(jìn)行傳播：
圖1：PCB上兩根走線之間的互阻抗。
1. 互電容Cm和互電感Lm都會(huì)向相鄰的被干擾在線耦合或‘串?dāng)_’一個(gè)電壓。
2. 串?dāng)_電壓以寬度等于干擾在線脈沖上升時(shí)間的窄脈沖形式出現(xiàn)在被干擾在線。
3 在被干擾在線，串?dāng)_脈沖一分為二，然后開(kāi)始向兩個(gè)相反的方向傳播。這就將串?dāng)_分成了兩部份：沿原干擾脈沖傳播方向傳播的前向串?dāng)_和沿相反方向向訊號(hào)源傳播的反向串?dāng)_。