用于PCB品质验证的时域串扰测量法

拐点频率

为保证一个数字系统能可靠工作，设计人员必须研究并验证电路设计在拐点频率以下的性能。对数字信号的频域分析表明，高于拐点频率的信号会被衰减，因而不会对串扰产生实质影响，而低于拐点频率的信号所包含的能量足以影响电路工作。拐点频率通过下式计算：

fknee = 0.5/ trise

PCB串扰模型

本节给出的模型为不同形式串扰的研究提供了一个平台，并阐明了两条微带线之间的互阻抗是如何在PCB上造成串扰的。图1是一个概念性的互阻抗模型。

图1：PCB上两根走线之间的互阻抗。

1．互电容Cm和互电感Lm都会向相邻的被干扰线上耦合或“串扰”一个电压。

2．串扰电压以宽度等于干扰线上脉冲上升时间的窄脉冲形式出现在被干扰线上。

3．在被干扰线上，串扰脉冲一分为二，然后开始向两个相反的方向传播。这就将串扰分成了两部分：沿原干扰脉冲传播方向传播的前向串扰和沿相反方向向信号源传播的反向串扰。

串扰类型与耦合机制

根据前面讨论的模型，下面将介绍串扰的耦合机制，并讨论前向和反向这两种串扰类型。

电容耦合机制

电路中的互电容引起的干扰机制：

>干扰线上的脉冲到达电容时，会通过电容向被干扰线上耦合一个窄脉冲。

>该耦合脉冲的幅度由互电容的大小决定。

>然后，耦合脉冲一分为二，并开始沿被干扰线向两个相反的方向传播。

电感或变压器耦合机制

电路中的互电感会引起如下的干扰：

>在干扰线上传播的脉冲将对呈现电流尖峰的下个位置进行充电。

>这种电流尖峰会产生磁场，然后在被干扰线上感应出电流尖峰来。

>变压器会在被干扰线上产生两个极性相反的电压尖峰：负尖峰按前向传播，正尖峰按反向传播。

图2：电容耦合式串扰。

图3：电感耦合式串扰。

图4：反向串扰。

图5：前向串扰。