保護走線(xiàn)實(shí)例詳解

保護走線(xiàn)廣泛地出現在模擬設計中。在一個(gè)兩層板的音頻電路中。沒(méi)有完整的地平面，如果在一個(gè)敏感輸入電路兩邊并行走一對接地的走線(xiàn)，串擾可以減少一個(gè)數量級。

在數字電路中，一個(gè)完整的地平面可以帶來(lái)接地保護走線(xiàn)的大部分好處，但保護走線(xiàn)比完整的地平面更有優(yōu)勢。

依據經(jīng)驗法則，在兩條微帶之間插入兩端接地的第三條線(xiàn)，兩條微帶之間的耦合則會(huì )減半。如果第三條線(xiàn)通過(guò)很多通孔連接到地平面，它們的耦合將再減半。如果有不止一個(gè)地平面層，那么要在每條保護走線(xiàn)的兩端接地，而不要在中間接地。

在數字電路中，如果兩條走線(xiàn)之間的距離足夠允許引入一條保護走線(xiàn)，那么耦合通常已尼很低，而保護走線(xiàn)也沒(méi)有必要了，詳細情況參見(jiàn)下例。

例：保護走線(xiàn)的計算

在圖5.12中，兩條走線(xiàn)按三走線(xiàn)的寬度布放，這樣剛好足夠有一條保護走線(xiàn)的空間。估計串擾會(huì )是多少呢？

運用式串擾的數值不可能更差于：

中心線(xiàn)間隔是0.040，而且走線(xiàn)高度是0.005，因此D/H的比值是8：

在一個(gè)數字系統中，這樣的串擾是沒(méi)有必要擔心的。

多大串擾就太多了呢？在模擬系統中，大功率信號穿過(guò)低電平輸入信號時(shí)需要非常高的抗串擾能力。那于混全使用不類(lèi)型邏輯系列產(chǎn)品數字系統，當信號電壓較高的元件與信號電壓較低的元件接近的時(shí)候，將會(huì )對串擾問(wèn)題比較敏感。

通常，對于同一種邏輯類(lèi)型的數字系統，相近的線(xiàn)路之間的串擾電平在1~3%比較好。這里假設有一個(gè)完整的接地平面，從而使每條線(xiàn)只和它最近的線(xiàn)相互影響。來(lái)自其他較遠的線(xiàn)的交叉耦合是可以忽略的。使用平行或指狀接地系統時(shí)，許多線(xiàn)對互相影響，在計算一個(gè)給定信號總的串擾電平之前，必須算出所有串擾的影響之和。

圖5.13舉例說(shuō)明了保護走線(xiàn)的典型應用。驅動(dòng)器沿著(zhù)走線(xiàn)A傳輸一個(gè)已知的電壓階躍，在走線(xiàn)B或走線(xiàn)C上可以接收到由這一信號引走的串擾。走線(xiàn)是26IN長(cháng)，特性阻抗是50Ω。

圖5.14顯示了微帶系統中各種不同的階躍響應。

大的脈沖是線(xiàn)A和B之間的串擾，線(xiàn)C未連接。中間的脈沖是從A到C的串擾，線(xiàn)B未連接。如式
所預測的，它比A到B的干擾小4倍。

如果走線(xiàn)B的兩端短接到地。則從A到C的耦合最小，這個(gè)耦合大約是中間走線(xiàn)耦合的一半。這就是保護走線(xiàn)的耦合減半的效果。