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信號完整性 信號干擾知識簡介

PCB線路板打樣 ? 來源:LONG ? 2019-08-08 11:15 ? 次閱讀

“每當我們執行這段代碼時,處理器就會瘋狂。”聽起來有點熟?此問題可能涉及連接器中的串擾。在大型系統中,尤其是包括多個電路卡的系統中,寬的,快速的總線結構必須在許多點處穿過連接器。當總線信號通過連接器時,驅動信號或“干擾源”將其部分能量耦合到其他信號或“受害者”上。

在良好的連接器中,串擾很小,甚至對于相鄰引腳,當受害引腳遠離攻擊者時,它會迅速減小。您可以使用以下簡單的測試設置直接觀察此效果。您的測試設置必須使用可以精確模擬上升時間,電壓和電流的在線條件的激進信號來激勵連接器:

關閉系統或將其保持在復位狀態。

將脈沖發生器替換為其中一個總線驅動器

調整上升時間和電壓擺幅以模擬您的真實駕駛員。

在連接器的遠端,應用經過校準的負載,以獲得與實際在線負載相同的電流量。


您的測試設置必須接收串擾電壓類似于真實系統的方式:

切斷連接器兩側的每個受害者跡線。

在連接器的一側,將所有受害者引腳短接到地。此操作模擬強大的總線驅動程序將每個受害信號保持在低狀態。

測量連接器另一側收到的串擾。

此方法確定連接器內部產生的串擾,消除印刷電路板上的跟蹤到串擾串擾。

要了解導致串擾的原因,請記住干擾源電流始終以循環方式流動。它轉到另一塊板,它也回來了。它通過連接器上的信號引腳流向另一塊板,并通過最近的電源/接地引腳返回其源極。總線上每條線路的電流都在這種環路中流動。

現在,這里有重要部分:當多條總線被迫共用電源/接地引腳時,它們的電流環路重疊。這些重疊電流回路形成單匝松耦合變壓器,具有多個輸入和輸出。一個回路上的任何信號通過變壓器效應耦合到所有其他信號上。

在典型的連接器上,當您在測試設置中交換驅動器及其負載時,從而反轉信號流的方向那個攻擊者信號引腳,串擾會改變極性。這種極性變化證明大多數連接器中的串擾主要來自互感(變壓器效應)而不是寄生電容。這個結果可能與你對串擾的直覺背道而馳,但事實確實如此。因為耦合是類似變壓器的,所以反轉初級電路上的電流方向可以反轉次級電壓。

當處理耦合器受寄生電容支配的連接器時,無論從哪個連接器來看都是如此。你注入了攻擊者信號。接收到的極性保持不變。所有對電容串擾都很重要的是你對入侵引腳施加的電壓,而不是流過干擾引腳的電流。

因為連接器串擾主要是通過類似變壓器的原理,所以你要做的就是分開電流回路,例如為每個信號提供專用電源和接地引腳,減少了信號間耦合。您為減少干擾源電流而做的任何事情(例如在連接器的目標端使用較少的負載)也會有所幫助。

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