信號(hào)完整性 信號(hào)干擾知識(shí)簡(jiǎn)介

“每當(dāng)我們執(zhí)行這段代碼時(shí)，處理器就會(huì)瘋狂。”聽(tīng)起來(lái)有點(diǎn)熟？此問(wèn)題可能涉及連接器中的串?dāng)_。在大型系統(tǒng)中，尤其是包括多個(gè)電路卡的系統(tǒng)中，寬的，快速的總線結(jié)構(gòu)必須在許多點(diǎn)處穿過(guò)連接器。當(dāng)總線信號(hào)通過(guò)連接器時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)或“干擾源”將其部分能量耦合到其他信號(hào)或“受害者”上。

在良好的連接器中，串?dāng)_很小，甚至對(duì)于相鄰引腳，當(dāng)受害引腳遠(yuǎn)離攻擊者時(shí)，它會(huì)迅速減小。您可以使用以下簡(jiǎn)單的測(cè)試設(shè)置直接觀察此效果。您的測(cè)試設(shè)置必須使用可以精確模擬上升時(shí)間，電壓和電流的在線條件的激進(jìn)信號(hào)來(lái)激勵(lì)連接器：

關(guān)閉系統(tǒng)或?qū)⑵浔３衷趶?fù)位狀態(tài)。

將脈沖發(fā)生器替換為其中一個(gè)總線驅(qū)動(dòng)器。

調(diào)整上升時(shí)間和電壓擺幅以模擬您的真實(shí)駕駛員。

在連接器的遠(yuǎn)端，應(yīng)用經(jīng)過(guò)校準(zhǔn)的負(fù)載，以獲得與實(shí)際在線負(fù)載相同的電流量。

您的測(cè)試設(shè)置必須接收串?dāng)_電壓類似于真實(shí)系統(tǒng)的方式：

切斷連接器兩側(cè)的每個(gè)受害者跡線。

在連接器的一側(cè)，將所有受害者引腳短接到地。此操作模擬強(qiáng)大的總線驅(qū)動(dòng)程序?qū)⒚總€(gè)受害信號(hào)保持在低狀態(tài)。

測(cè)量連接器另一側(cè)收到的串?dāng)_。

此方法確定連接器內(nèi)部產(chǎn)生的串?dāng)_，消除印刷電路板上的跟蹤到串?dāng)_串?dāng)_。

要了解導(dǎo)致串?dāng)_的原因，請(qǐng)記住干擾源電流始終以循環(huán)方式流動(dòng)。它轉(zhuǎn)到另一塊板，它也回來(lái)了。它通過(guò)連接器上的信號(hào)引腳流向另一塊板，并通過(guò)最近的電源/接地引腳返回其源極?？偩€上每條線路的電流都在這種環(huán)路中流動(dòng)。

現(xiàn)在，這里有重要部分：當(dāng)多條總線被迫共用電源/接地引腳時(shí)，它們的電流環(huán)路重疊。這些重疊電流回路形成單匝松耦合變壓器，具有多個(gè)輸入和輸出。一個(gè)回路上的任何信號(hào)通過(guò)變壓器效應(yīng)耦合到所有其他信號(hào)上。

在典型的連接器上，當(dāng)您在測(cè)試設(shè)置中交換驅(qū)動(dòng)器及其負(fù)載時(shí)，從而反轉(zhuǎn)信號(hào)流的方向那個(gè)攻擊者信號(hào)引腳，串?dāng)_會(huì)改變極性。這種極性變化證明大多數(shù)連接器中的串?dāng)_主要來(lái)自互感（變壓器效應(yīng)）而不是寄生電容。這個(gè)結(jié)果可能與你對(duì)串?dāng)_的直覺(jué)背道而馳，但事實(shí)確實(shí)如此。因?yàn)轳詈鲜穷愃谱儔浩鞯?，所以反轉(zhuǎn)初級(jí)電路上的電流方向可以反轉(zhuǎn)次級(jí)電壓。

當(dāng)處理耦合器受寄生電容支配的連接器時(shí)，無(wú)論從哪個(gè)連接器來(lái)看都是如此。你注入了攻擊者信號(hào)。接收到的極性保持不變。所有對(duì)電容串?dāng)_都很重要的是你對(duì)入侵引腳施加的電壓，而不是流過(guò)干擾引腳的電流。

因?yàn)檫B接器串?dāng)_主要是通過(guò)類似變壓器的原理，所以你要做的就是分開電流回路，例如為每個(gè)信號(hào)提供專用電源和接地引腳，減少了信號(hào)間耦合。您為減少干擾源電流而做的任何事情（例如在連接器的目標(biāo)端使用較少的負(fù)載）也會(huì)有所幫助。