当前位置:首页 >> 技术文摘 >> 文章详细信息
串扰的实质
www.i-tech.com.cn  2013-11-26  上海泰齐科技网
    串扰是现代数字系统的必然产物。我们不能消除它,但我们要找到控制它的办法,从而更好的管理,或者是能够使其降低到可容许的范围内。

    观察以下的电路,用串扰的概念分析,A点的门电路是干扰源,D点的门电路是受害源。只要干扰源一改变状态,我们就可以观察到受害源处的脉冲串扰。


    图1A

    串扰中的一个有趣的现象是其方向性。串扰信号的波形是电流方向的函数。例如,上图中,如果我们将干扰源导线中的电流方向颠倒,则在受害源端感应到的串扰也将改变其极性。     方向性是一个极其重要的概念,因此要一步一步地详细讨论。首先,构建如图1所示的电路,当A处的门电路由低电平跳到高电平时,在D处测量串扰,会发现当干扰信号到达B的同时,在D处便会出现一个负极性的串扰尖峰。

第二步,将干扰信号源中的电流方向颠倒,也即是说,将干扰源放在右端B处,原来右端的三负载放在左端A处,再次进行串扰测量,同时观察D点的信号有何变化,你会发现一个正极性的串扰尖峰。(极性改变)

    极性发生改变说明串扰不是由电容耦合引起的。许多数字电路工程师都假设串扰是由寄生电容引起的,但其实并非如此。两个单端电路间的互电容耦合仅会产生正极性的串扰。     极性反转表明,干扰是(或部分)由于互感耦合造成的。这与变压器中的耦合机理一样。大家都知道,将变压器初级绕组的接线端子对调,就可以使次级电压的极性反向。计算机主板电路印制线中的耦合与之非常相似。如果你将每块电路板中的印制线视为极小的电流环路,你就会明白"串扰"变压器的工作原理。

    我们可以首先假设A处门电路中的电流通过导线流到B端的负载,然后沿着电源和地线系统回流到门电路A。干扰电流形成一个环路,可以将此环路视为变压器的初级绕组。

    同一变压器的次级绕组离初级不远,它是门电路C开始处就形成的环路,并且沿受害源导线逐渐移动到负载端,然后又顺着电源及地线系统返回到门电路C。

    这两个环路在许多方面极象一个弱耦合的单匝变压器。

    这种类似变压器的互感耦合对于数字电路设计具有深刻的含意。首先,这暗示了串扰是可以改变的,这取决于电路中所使用的负载。

    例如,在上面电路图中,我们假设传输干扰电流的轨线很短,这时干扰电流是负载的函数。负载越重,干扰电流也越大,产生的串扰也越大。图中的三个负载的网络产生的串扰信号大约是同样电路、同样布局,但仅有一只负载的网络产生的串扰的三倍左右。

    在驱动SIMM内存插槽的情况下,这种负载效应尤其突出。这种走线一般极短,但负载很大,因此驱动电流总体上差不多是由SIMM输入端的负载电容所控制的。当插入较多的SIMM内存条时,串扰便会增加。

    当你在元件密集的多层电路板上解决串扰问题时,电路板印制线负载影响串扰的有关原理可帮助你发现和解决问题。现在有许多应用IBIS I/O模型的串扰预测工具,许多这样的新工具都能自动、高效地计算出串扰,包括负载效应。

原作者:不详

来 源:不详

共有4877位读者阅读过此文