高速PCB板设计技术十四

4.2.2 铁氧体噪声干扰抑制器（ferrite noise suppressors）

铁氧体噪声干扰抑制器是放在导电物质旁边的铁氧体元件。它们在单电线中是一颗珠子，在电缆中，是一个夹子。如果是个珠子，电线从珠子上的小孔穿过（图 38a） 。当使用夹子的时候，铁氧体物质夹在电缆的周围（图 38b） 。带状电缆经常使用夹子。

铁氧体干扰抑制器之所以能工作，是由于它加入了与导线串联的电感（图 39） 。铁氧体制造商应该提供如图 40那样的曲线图，描述频率－加入电感的函数。系统设计者必须考虑到插入损失。插入损失的公式是：

铁氧体干扰抑制器给导线加入电感，但是不加入 DC 阻抗。这使它能够成为设备理想的Vcc 管脚线噪声干扰抑制器。

因为铁氧体珠子体积小容易用，所以有时候它们被应用于抑制高频信号线的噪声。我们不推荐这样使用是因为：首先，这样容易掩盖大多数问题；第二，它可能影响信号的边缘速率（edge rate） 。但是，如果PCB板布线已经完毕，铁氧体珠子还是可以作为降低干扰的最后手段的。

4.3 设备速度

在一定的频率范围内，设备的能量越小，这一频率范围内产生的噪声越小。高速设备从定义上来讲，就是传输时间比较短。因为短传输时间内高频范围的能量比较大，所以高速设备更容易产生高频噪声。

图 41a 是傅立叶变化之后的方波图（图 41b） 。有两个拐点引起我们的注意：1/πtl（这个频率由信号波长决定）和1/πtf （由信号传输时间决定；也是我们在讨论电容性耦合的时候决定波长的的参数）。1/πtf之后，曲线飞快下降。为了实际应用，1/πtf是信号的最高频成分。

举例来说，PAL16R8-4 系列的传输时间为 2ns。最短可以为 1.25ns。边缘的频率为：

无论时钟周期是怎样的，输出信号的最高频率为 254MHz。

在高频情况下，为了满足调整（regulatory agencies）的要求，板子可能还需要额外的过滤和屏蔽以配合 EMI辐射限制。

如果系统需要很高的速度（比如时钟周期大于 80MHz） ，必须使用高速设备，那么，额外的手段是必须的。但是，如果一个低速设备已经能够满足系统需求，那么应该使用低速设备。由于传输时间比较长，低速设备的高频能量较小。总体来说，尽量使设备的速度满足系统需要，但不要超过系统需要。

总结

高速技术的出现使得高速系统的出现成为可能，但是在实现中，必须加以额外的考虑。最大噪声可以通过如下手段加以消除：

l 整合稳定电源和地（ground）

l 使用终端，精心设计传输线，消除反射

l 使用终端，精心规划，减小电容性和电感性 crosstalk

l 为满足辐射限制，采取噪声干扰抑制器

（完）