PCB串扰的产生和危害

做硬件的小伙伴应该都遇到过串扰的问题，可能一些要求不高的场合，串扰对我们的各种信号影响不大（产品还能正常工作），但有些场合对串扰非常敏感。
今天就为大家分享一下串扰的内容。

什么是串扰

串扰是两条信号线之间的耦合、信号线之间的互感和互容引起线上的噪声。容性耦合引发耦合电流，而感性耦合引发耦合电压。
PCB板层的参数、信号线间距、驱动端和接收端的电气特性及线端接方式对串扰都有一定的影响。
串扰是由于线路之间的耦合引发的信号和噪声等的传播，也称为“串音干扰”。特别是“串音”在模拟通讯时代是字如其意、一目了然的表达。两根线（也包括PCB的薄膜布线）独立的情况下，相互间应该不会有电气信号和噪声等的影响，但尤其是两根线平行的情况下，会因存在于线间的杂散（寄生）电容和互感而引发干扰。所以，串扰也可以理解为感应噪声。

串扰是如何产生的？

线间耦合有杂散（寄生）电容引发的电容（静电）耦合和互感引发的电感（电磁）耦合。这些耦合现象会引发干扰。下图为每种耦合的示意图以及最简化的等效电路。

上图中用公式给出了将两者从噪声源的布线模式1到附近的布线模式2所产生的噪声电压Vn。R为电阻，C为电容，M为互感，Vs为噪声源电压，Is为噪声源电流。
在这里请记住，平行的布线间会发生串扰。顺便提一下，如果布线是正交结构，则杂散电容和互感都会显著减少。

串扰的危害

串扰可能是数据进行高速传输中最重要的一个影响因素了，它是一个信号对另外一个信号耦合所产生的一种不受欢迎的能量值。
根据麦克斯韦定律，只要有电流的存在，就会有磁场存在，磁场之间的干扰就是串扰的来源。这个感应信号可能会导致数据传输的丢失和传输错误。所以串扰对于综合布线来说，无疑是个最厉害的天敌。

降低串扰的措施

1、增加信号路径之间的间距；2、用平面作为返回路径；3、使耦合长度尽量短；4、在带状线层布线；5、减小信号路径的特性阻抗；6、使用介电常数较低的叠层；7、在封装和接插件中不要共用返回引脚；8、使用两端和整条线上有短路过孔的防护布线。

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