It depends.

 

串擾的根本原因是信號和返回路徑的邊緣電場(chǎng)和磁場(chǎng)從一條傳輸線(xiàn)耦合到另一條傳輸線(xiàn)。圖1為兩個(gè)微帶線(xiàn)的邊緣電場(chǎng)線(xiàn)。

 

圖1 兩條微帶線(xiàn)的邊緣電場(chǎng)線(xiàn)

 

電場(chǎng)和磁場(chǎng)之間的耦合再加上干擾線(xiàn)上的信號傳輸方向對受害線(xiàn)造成不同類(lèi)型的串擾，沿著(zhù)受害線(xiàn)向前或者向后傳輸，相應的產(chǎn)生近端串擾和遠端串擾。從電路的角度看，近端串擾噪聲就是容性和感性的耦合噪聲。干擾線(xiàn)與受害線(xiàn)之間的邊緣耦合越小，串擾越小。邊緣場(chǎng)會(huì )隨著(zhù)兩條傳輸線(xiàn)間距離的增加大幅下降，所以要減小耦合，第一步就是增加傳輸線(xiàn)之間的距離。

         

但是同樣重要的是要將相鄰返回平面距離信號線(xiàn)靠近些，這樣邊緣場(chǎng)不會(huì )有太多分散出去。對于相同的線(xiàn)間距，距離返回平面近些，串擾就會(huì )小些，當然這也會(huì )造成較低的特性阻抗。如果你很在意串擾，用各種辦法來(lái)減小它，前提你要忍受較低的阻抗。

         

在差分對中，通道與通道間的串擾主要由差分對相鄰線(xiàn)間的耦合造成的。圖2為兩對差分線(xiàn)間的邊緣場(chǎng)線(xiàn)。

 

圖2  相鄰通道間都邊緣場(chǎng)線(xiàn)（兩對差分對）

 

在差分對中，p和n之間耦合最緊密，差分對1和差分對2之間的大部分耦合都是來(lái)自相鄰線(xiàn)n1和p2之間的耦合。n1和n2之間的耦合比n1和p2之間耦合的10%還小。然而如果我們使用緊耦合差分對，從n1到p2和n2的場(chǎng)線(xiàn)就會(huì )少一些，但是這并不是完整的圖。

         

如果加上限制條件，傳輸線(xiàn)差分阻抗為100 ohm，線(xiàn)寬為5mil，在緊耦合或松耦合或沒(méi)有耦合之間，對于相同的邊沿間距，出現了不同的現象。為了使差分阻抗維持在100 ohm，線(xiàn)寬為5mil，唯一的辦法就是改變信號與平面之間的介質(zhì)層厚度。

         

如果開(kāi)始用100ohm緊耦合的帶狀線(xiàn)差分對，增加線(xiàn)間距的過(guò)程中，線(xiàn)間耦合逐漸減小，為保持差分阻抗不變，介質(zhì)層厚度就要減小，增加線(xiàn)和平面間的耦合來(lái)保持阻抗不變，平面就會(huì )距離信號線(xiàn)比較近。這時(shí)，邊緣場(chǎng)線(xiàn)會(huì )更多的分布在干擾線(xiàn)附近，n1到p2之間的串擾也會(huì )減小。

         

下邊保持差分阻抗為100ohm，線(xiàn)寬不變，當p到n間的間距增大，平面間距減小，通道與通道的相鄰線(xiàn)之間串擾就會(huì )減少。在n1到p2和n2上串擾噪聲減小的微小差異完全被n1和p2之間較小的耦合所掩蓋。

         

圖3顯示了三種結構，分別為緊耦合，松耦合，沒(méi)有耦合的情況，均為100ohm的差分阻抗，5mil線(xiàn)寬。在平面間距較大的情況下，在兩個(gè)緊耦合的差分對中n1的邊緣場(chǎng)，比松耦合差分對中的范圍大。 

 

圖3三種情況下的耦合，差分阻抗均為100ohm，線(xiàn)寬為5mil

 

圖4顯示了差分通道之間的近端噪聲隨著(zhù)通道邊緣距離增大的變化。對于相同的邊沿間距，緊耦合要比松耦合的串擾大2倍多。在板子上使用緊耦合的差分對并不是為了達到較低串擾或者是較低的EMI的目的，而是為了使密度高和成本低。

 

圖4  通道間的最大近端串擾隨間距增大而改變，100ohm，5mil線(xiàn)寬的差分對

 

考慮到同一差分阻抗，同一線(xiàn)寬的限制，松耦合差分對的串擾一般都較小。

    

上述都是有相鄰平面層的情況，這個(gè)平面會(huì )影響差分阻抗和邊緣場(chǎng)線(xiàn)輻射的范圍。傳輸線(xiàn)可以是微帶線(xiàn)，也可以是帶狀線(xiàn)。

         

然而，沒(méi)有相鄰的返回平面時(shí)，差分對邊緣場(chǎng)線(xiàn)的范圍很大一部分會(huì )取決于線(xiàn)間耦合。緊耦合會(huì )把邊緣場(chǎng)線(xiàn)輻射限制在附近，不會(huì )對相鄰通道產(chǎn)生較大的串擾。這也是連接器、雙絞線(xiàn)、過(guò)孔甚至是一些引線(xiàn)封裝上常見(jiàn)的情況。

 

結論：通過(guò)上邊的分析，為了減小串擾到底是需要緊耦合還是松耦合，要根據實(shí)際情況而定了。

 

 

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