在PCB设计中,容易形成两类基本寄生元件:寄生电容和寄生电感。
在线路板设计中,放置两条相距较近的线路可以产生寄生电容。可做到这一点:在不同的两层中,放一条走线在另一条线路上,也可以把一条走线放到另一条线路上,如图5所示。
如果一个线路上的电压在两条线路上都是随时间变化的(dV/dt),就会在另一条线路上产生电流。若另一条线路为高阻抗线路,则由电场产生的电流转变成电压。
高速电压的瞬时变化往往发生在模拟信号设计方面。若出现快速电压瞬时的走线接近高阻模拟走线,这一误差将严重影响模拟电路的精度。仿真电路在这样的环境下有两个缺点:噪声容限远低于数字电路;高阻走线是很常见的。
使用下面两个方法中的一种可以减少这种现象。通常使用的方法是根据电容方程,改变走线间的大小。要更换的最有效尺寸是两条走线间的距离。要注意的是,d在电容方程中,d增大,容抗会减小。另外一个可以更改的变量是两条走线的长度。此时,长度L减小,两条走线间的容抗也随之减小。
另外一种技巧是在两条走线之间布地线。地线电阻抗较低,加上这类附加线路会减弱产生干扰的电场,如图5所示。
电路中寄生电感的产生原理与形成寄生电容的原理相似。同样,布两条走线,在不同的两层,把一条走线放在另一条线路上,也可以把一条走线放到另一条上,如图6所示。
一条走线上的电流在两种走线配置中的时间(dI/dt),由于走线是感抗,所以在同一条线路上会产生电压;而且由于互感的存在,在另一条线路上产生一定比例的电流。假如一条走线上的电压变化很大,那么干扰就会降低数字电路的电压容限。这一现象不仅出现在数字电路中,而且在数字电路中更普遍,这是因为数字电路中有很大的瞬时开关电流。
为了消除潜在电磁干扰源的噪声,“静音”模拟线路与噪声I/O口最好分离。为了达到低阻抗的电源和地 络,应尽可能减小数字电路导线的感抗,尽可能减少模拟电路的电容耦合。
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