高速PCB设计：深入理解串扰与信号完整性

串扰是高速电路PCB板设计中至关重要的概念，特别是在信号完整性设计中。它指的是在多导线系统中，一条线路的能量会耦合到相邻的传输线上，这是由电磁场在空间内的相互作用引发的。串扰广泛存在于各种电子设备中，如芯片内部、PCB板、连接器、封装以及通信电缆，尤其在追求小型化和高速度的产品中，其影响更为显著。 串扰的影响主要体现在两个方面：一是它改变了传输线本身的性能，如特征阻抗和传输速度，进而可能影响系统时序和信号完整性。例如，当信号在总线上传输时，串扰会导致传输速率下降，可能导致信号失真，从而对系统稳定性构成威胁。二是串扰会将噪声感应耦合到其他线路上，进一步降低了信号质量，减小了噪声裕量，这对高速数字电路的性能极为关键。 互感和互容是串扰的主要根源。互感是指驱动线通过磁场对受害线产生的感应电流，其大小由互感系数衡量，与两线之间的距离密切相关。当驱动线产生的磁场包围受害线时，会在受害线上引起感应电流，表现为电路模型中的互感参数。互感噪声与信号变化率成正比，对高速数字电路中的噪声抑制至关重要。 互容则是两导体间电场耦合的结果，会在受害线产生与侵略线电压变化率成正比的噪声电流。同样，互容噪声也与信号变化率成正比，因此在高速数字电路设计中不容忽视。 需要注意的是，上述的互感和互容公式3.1和3.2提供了基本的理解，但实际的串扰计算需要更精确的模型，会在后续章节中详细讨论。在PCB设计中，理解并掌握串扰的原理，采用有效的布局和布线策略，以及选择合适的材料和屏蔽技术，是确保信号完整性和系统性能的关键步骤。中国PCB技术网的翻译整理内容为我们提供了深入理解串扰及其影响的宝贵资料。