PCB設(shè)計(jì)之前向串音的電容特性

前向串音作為PCB設(shè)計(jì)中的學(xué)習(xí)難點(diǎn)，一直以來會(huì)影響到電路的正常運(yùn)行，經(jīng)常被電子工程師來處理電子電路上的串音問題，這其中離不開前向串音的電容特性，所以今天來學(xué)習(xí)前向串音的電容特性。

前向串音表現(xiàn)為兩種相互關(guān)聯(lián)的特性:容性和感性?！扒秩搿?a target="_blank">信號(hào)前進(jìn)時(shí)，在“受害者”中產(chǎn)生與之同相的電壓信號(hào)，這個(gè)信號(hào)的速度與“侵入”信號(hào)相同，但又始終位於“侵入”信號(hào)之前。這意味著串音信號(hào)不會(huì)提前傳播，而是和“侵入”信號(hào)同速并耦合入更多的能量。

由於“侵入”信號(hào)的變化引起串音信號(hào)，所以前向串音脈沖不是單極性的，而是具有正負(fù)兩個(gè)極性。脈沖持續(xù)時(shí)間等於“侵入”信號(hào)的切換時(shí)間。

導(dǎo)線間的耦合電容決定了前向串音脈沖的幅值，而耦合電容是由許多因素決定的，例如印刷電路板的材料，幾何尺寸，線路交叉位置等等。幅值和平行線路間的距離成比例:距離越長(zhǎng)，串音脈沖就越大。然而，串音脈沖幅值有一個(gè)上限，因?yàn)椤扒秩?信號(hào)漸漸地失去了能量，而“受害者”又反過來耦合回“侵入者”。

當(dāng)“侵入”信號(hào)傳播時(shí)，它的時(shí)變磁場(chǎng)同樣會(huì)產(chǎn)生串音:具有電感特性的前向串音。但是感性串音和容性串音明顯不同:前向感性串音的極性和前向容性串音的極性相反。這因?yàn)樵谇斑M(jìn)方向，串音的容性部分和感性部分在競(jìng)爭(zhēng)，在相互抵消。實(shí)際上，當(dāng)前向容性和感性串音相等時(shí)，就不存在前向串音。

在許多設(shè)備中，前向串音相當(dāng)小，而後向串音成了主要問題，尤其對(duì)於長(zhǎng)條形電路板，因?yàn)殡娙蓠詈显鰪?qiáng)了。但是，在沒有仿真的前提下，實(shí)際無法知道感性和容性串音抵消到何種程度。

如果你測(cè)到了前向串音，你就可以根據(jù)其極性判別你的走線是容性耦合還是感性耦合。如果串音極性和“侵入”信號(hào)相同，容性耦合占主要地位，反之，感性耦合占主要地位。在印刷電路板中，通常是感性耦合更強(qiáng)些。

後向串音發(fā)生的物理理和前向串音相同:“侵入”信號(hào)的時(shí)變電場(chǎng)和磁場(chǎng)引起“受害者”中的感性和容性信號(hào)。但是這兩者之間也有所不同。

最大的不同是後向串音信號(hào)的持續(xù)時(shí)間。因?yàn)榍跋虼艉汀扒秩搿毙盘?hào)的傳播方向及速度相同，所以前向串音的持續(xù)時(shí)間和“侵入”信號(hào)等長(zhǎng)。但是，後向串音和“侵入”信號(hào)反方向傳播，它滯後於“侵入”信號(hào)，并引起一長(zhǎng)串脈沖。