普通點(diǎn)對點(diǎn)布線(xiàn)技術(shù)介紹

2、點(diǎn)對點(diǎn)布線(xiàn)的EMI

EMI代表電磁干擾。開(kāi)放電流的環(huán)路，比如在導線(xiàn)繞接產(chǎn)品中，將會(huì )立刻被標上大大的戲色EMI警示。傳輸快速變化電流的大電流環(huán)路會(huì )產(chǎn)生瞬變的磁場(chǎng)。來(lái)自這些環(huán)路的磁場(chǎng)直接輻射到FCC技術(shù)人員的檢測天線(xiàn)中，他們將拒絕給你的數字產(chǎn)品頒發(fā)合格證明。

傳輸線(xiàn)極大地減少了EMI。它通過(guò)限制信號返回電流的流動(dòng)路徑來(lái)達到這一目的。對于普通的導線(xiàn)，電流從一個(gè)邏輯驅動(dòng)器的信號線(xiàn)流出，然后以某種方式沿著(zhù)電源返回。這兩個(gè)路徑之間的距離，或者說(shuō)它們之間的總環(huán)路面積，也許是幾個(gè)平方英寸。依照FCC測試規程，由此而產(chǎn)生的磁場(chǎng)直接與信號電流環(huán)路的總面積成正比。

傳輸線(xiàn)結構保證了信號返回電流緊貼著(zhù)信號輸出路徑。產(chǎn)生的實(shí)現電流環(huán)路面積非常小，由輸出和返回電流路徑產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，極大地減少了EMI問(wèn)題。

參考圖4.2，一個(gè)印刷電路板上的信號走線(xiàn)位于完整接地平面上方0.005IN處，其電流環(huán)路面積比位于接地平而上方0.2IN的開(kāi)放導線(xiàn)小40倍。對于相同的信號上升時(shí)間，這樣一個(gè)印刷電路板的每條走線(xiàn)輻射的電磁能量比NEWCO原型機的每條導線(xiàn)小32DB。

3、點(diǎn)對點(diǎn)布線(xiàn)中的串擾

如圖4.3所示，由于變化磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生串擾。由流經(jīng)環(huán)路A的電流產(chǎn)生的一些磁力線(xiàn)穿過(guò)了環(huán)路B。因此，環(huán)路A中的電流變化改變了由環(huán)路B所包圍的磁能量。環(huán)路B中磁能量的變化感應產(chǎn)生了環(huán)路B上的噪聲電壓，稱(chēng)為串擾。環(huán)路A的電流變化與環(huán)路B的電壓成比例，其比例常數稱(chēng)為環(huán)路A和B之間的互感，用符號LM表示。

在調整條件下的導線(xiàn)繞接系統中，患擾是一個(gè)主要的問(wèn)題。讓我們來(lái)計算NEWCO會(huì )有多大的串擾。假設有兩個(gè)相鄰的環(huán)路，每個(gè)4IN長(cháng)。0.2IN高，平行間距0.1IN。

可以用上式中的電感值作為傳輸導線(xiàn)的電感。

H=0.2（距地平面的高度）
S=0.1（兩線(xiàn)之間的距離）
L=89NH（一條導線(xiàn)的電感）

其中，LM=兩線(xiàn)之間的互感

這一數值與單個(gè)網(wǎng)絡(luò )的自感相當。這就是說(shuō)，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò )將會(huì )高度地耦合，預計會(huì )出現大量的串擾。

串擾計算的下一步是找出驅動(dòng)環(huán)路的最大DI/DT，并乘互感值得到串擾電壓值。在此，我們最好的推測是負載電容上接收信號的實(shí)際上升時(shí)間是3.6NS（這是最大過(guò)沖所需的時(shí)間）。把這個(gè)數值代入到下式：

計算得出串擾為12%（0.46V）

你感到驚訝嗎？?jì)H4IN的相鄰導線(xiàn)就產(chǎn)生了460MV的串擾。在0.1IN的半徑內，一個(gè)好的技術(shù)人員能輕易地將10或20根導線(xiàn)綁在一起。來(lái)自每根導線(xiàn)的串擾會(huì )線(xiàn)性地疊加。來(lái)自10根鄰近導線(xiàn)的串擾將達到50%，足以引起嚴重的差錯。

在構造高速總線(xiàn)時(shí)，采用大捆的平行導線(xiàn)從一處連到另一處的做法是很可怕的，技術(shù)人員為了能看到清楚寫(xiě)在每個(gè)芯片背面的引腳號，他們喜歡把芯片之間的導線(xiàn)歸擾到一起，這個(gè)習慣使串擾問(wèn)題更加惡化。直接的對點(diǎn)對點(diǎn)邊線(xiàn)，把導線(xiàn)下壓，以盡可能地貼近接地平面，比集中或捆綁導線(xiàn)要好得多。

當項目終止的時(shí)候，NEWCO放棄了它的原型機，甚至從來(lái)沒(méi)有讓它完全運行過(guò)來(lái)，他們浪費了好幾個(gè)星期的寶貴設計時(shí)間，而且沒(méi)能在印刷電路布局之前驗證設計中的關(guān)鍵問(wèn)題。