隨著電子設(shè)計(jì)領(lǐng)域的高速發(fā)展，產(chǎn)品越來(lái)越小，速率越來(lái)越高，信號(hào)完整性越來(lái)越成為一個(gè)硬件工程師需要考慮的問(wèn)題。串?dāng)_，阻抗匹配等詞匯也成為了硬件工程師的口頭禪。今天，我們就來(lái)學(xué)習(xí)關(guān)于串?dāng)_的一些知識(shí)。

什么是串?dāng)_

串?dāng)_（Crosstalk），顧名思義、是指不同信號(hào)互連鏈路之間的相互干擾。對(duì)于傳輸線而言，即能量從一條傳輸線耦合到另一條傳輸線上，當(dāng)不同傳輸線產(chǎn)生的電磁場(chǎng)發(fā)生相互作用時(shí)就會(huì)產(chǎn)生。

串?dāng)_中的信號(hào)耦合分為容性耦合和感性耦合，通常感性串?dāng)_占的比例大于容性串?dāng)_。

容性耦合會(huì)引發(fā)驅(qū)動(dòng)電流浪涌，從而導(dǎo)致傳輸線上的反射。

感性耦合會(huì)產(chǎn)生地彈和電源噪聲。

在數(shù)字電路系統(tǒng)中，串?dāng)_現(xiàn)象相當(dāng)普遍，串?dāng)_可以發(fā)生在芯片內(nèi)核、芯片的封裝、PCB板上、接插件上、以及連接線纜上，只要有臨近的銅互連鏈路，就存在信號(hào)間的電磁場(chǎng)相互作用，從而產(chǎn)生串?dāng)_現(xiàn)象。

串?dāng)_的危害

串?dāng)_可能是數(shù)據(jù)進(jìn)行高速傳輸中最重要的一個(gè)影響因素了。它是一個(gè)信號(hào)對(duì)另外一個(gè)信號(hào)耦合所產(chǎn)生的一種不受歡迎的能量值。根據(jù)麥克斯韋定律，只要有電流的存在，就會(huì)有磁場(chǎng)存在，磁場(chǎng)之間的干擾就是串?dāng)_的來(lái)源。這個(gè)感應(yīng)信號(hào)可能會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)傳輸?shù)膩G失和傳輸錯(cuò)誤。 所以串?dāng)_對(duì)于綜合布線來(lái)說(shuō)，無(wú)疑是個(gè)最厲害的天敵。

減小信號(hào)間串?dāng)_的方法

我們知道，信號(hào)間的串?dāng)_來(lái)源于電磁場(chǎng)的互相干擾作用，電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)是離信號(hào)源中心越遠(yuǎn)則越弱，所以控制信號(hào)間串?dāng)_最直接有效的方法就是：

方法一：增加傳輸線或互連鏈路之間的間隔距離，減小串?dāng)_

在信號(hào)串?dāng)_的控制上通常有“3W規(guī)則”、“ 5H規(guī)則”的說(shuō)法，所謂“3W規(guī)則”是指?jìng)鬏斁€的間距需要大于3倍的傳輸線線寬W，所謂“5H規(guī)則”是指?jìng)鬏斁€的間距需要大于5倍的傳輸線與參考平面的距離H。在實(shí)際的PCB設(shè)計(jì)中，要均衡考慮布線空間與串?dāng)_控制，遵循的規(guī)則可以理解為上面“3W”、“ 5H”兩種規(guī)則的結(jié)合體。

“3H規(guī)則”，即傳輸線之間的間距不小于3倍的傳輸線與參考平面的距離H。

另外，信號(hào)在互連鏈路中的傳輸，是存在“回流路徑”的，電路信號(hào)傳輸必須要形成閉環(huán)，它會(huì)尋找“環(huán)路電感”最小的路徑回流到源端；對(duì)于有著完整參考地平面的PCB板，信號(hào)傳輸線會(huì)沿著傳輸線垂直正下方的地平面對(duì)應(yīng)的投影路徑返回源端，這時(shí)有著完美參考平面與回流路徑的傳輸線的抗干擾能力是比較強(qiáng)的，因此：

方法二：讓傳輸線有完整的參考回流地平面，并且層疊設(shè)計(jì)上盡可能靠近地平面

結(jié)合信號(hào)的反射理論，串?dāng)_信號(hào)在到達(dá)源端或接收端時(shí)，如果互連鏈路匹配不好，就會(huì)再產(chǎn)生反射信號(hào)，從而造成在互連鏈路上的多重發(fā)射，這些串?dāng)_信號(hào)多重反射的結(jié)果同樣會(huì)疊加到受擾信號(hào)上，造成串?dāng)_噪聲的增加，因此：

方法三：傳輸線及互連鏈路的良好匹配設(shè)計(jì)也能減小串?dāng)_
編輯：hfy