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如何抑制串擾 PCB設計 什麼時候做什麼 PCB設計 impedance cannot be continuous
如何在PCB設計中抑制串擾
變化的訊號（例如階躍訊號）沿傳輸線從A傳播到B。傳輸線CD上將產生耦合訊號。 一旦改變的訊號結束，即當訊號返回到穩定的直流電平時，耦合訊號將不存在，囙此串擾僅在訊號轉換過程中發生，訊號邊緣變化越快（轉換速率），產生的串擾越大。
空間中耦合的電磁場可以選取為無數耦合電容器和耦合電感的集合。 耦合電容器產生的串擾訊號在受擾網絡上可分為正向串擾和反向串擾Sc。 這兩個訊號具有相同的極性； 電感產生的串擾訊號也分為正向串擾和反向串擾，這兩種訊號具有相反的極性。
耦合電感和電容產生的正向串擾和反向串擾同時存在，並且大小幾乎相等。 這樣，受擾網絡上的正向串擾訊號由於極性相反而相互抵消，反向串擾極性相同，疊加增强。 串擾分析的模式通常包括默認模式、3態模式和最壞情况模式分析。
默認模式類似於我們實際測試串擾的管道，也就是說，有問題的網絡驅動程序由翻轉訊號驅動，受影響的網絡驅動程序保持初始狀態（高電平或低電平），然後計算串擾值。 這種方法對於單向訊號的串擾分析更有效。 3態模式意味著受攻擊網絡的驅動器由翻轉訊號驅動，受攻擊網絡的3態端子設定為高阻抗狀態以檢測串擾的大小。 該方法對於雙向或複雜拓撲網絡更有效。 最壞情况分析是指將受害者網絡的驅動程序保持在初始狀態，模擬器計算所有默認侵權網絡對每個受害者網絡的串擾總和。
該方法通常只分析單個關鍵網絡，因為需要計算的組合太多，並且類比速度相對較慢。
在PCB設計中，總有幾個地方的阻抗不能連續。 我該怎麼辦？
每個人都知道阻抗必須是連續的。 然而，正如羅永浩所說，“生活中總有踏上凳子的時候”，在PCB設計中總有阻抗不連續的時候。 如何做？
特性阻抗：也稱為“特性阻抗”，它不是直流電阻，它屬於長期傳輸的概念。 在高頻範圍內，在訊號傳輸期間，訊號邊緣到達的地方，由於電場的建立，訊號線和基準面（電源或接地層）之間會產生暫態電流。
如果傳輸線是各向同性的，那麼只要訊號在傳輸，就會始終存在電流I，如果訊號的輸出電壓為V，則傳輸線將等效於訊號傳輸期間的電阻，其大小為V/I，將該等效電阻稱為傳輸線的特性阻抗Z。
在訊號傳輸過程中，如果傳輸路徑上的特徵阻抗發生變化，則訊號將在阻抗不連續的節點處反射。
影響PCB特性阻抗的因素有：介電常數、介電厚度、線寬和銅箔厚度。
[1]漸變線
一些射頻設備封裝很小，SMD焊盤寬度可能小到12密耳，射頻訊號線寬可能達到50密耳或更大。 必須使用梯度線，並且禁止線寬突變。
[2]角落
如果射頻訊號線以直角運行，拐角處的有效線寬將新增，阻抗將不連續，導致訊號反射。 為了减少不連續性，處理角點有兩種方法：倒角和圓角。 一般來說，弧角半徑應足够大，以確保：R>3W。
204；3ÌÌÌ大墊板
當50歐姆微帶線上有大焊盤時，大焊盤相當於分佈電容，這會破壞微帶線的特性阻抗連續性。 同時可以採取兩種方法來改進：第一，加厚微帶線電介質，第二，挖空焊盤下的接地層，這可以减少焊盤的分佈電容。
Ì4ÌÌ
過孔是鍍在電路板頂層和底層之間的通孔外部的金屬圓柱體。 訊號過孔連接不同層上的傳輸線。 過孔存根是過孔的未使用部分。 過孔墊是將過孔連接到頂部或內部傳輸線的環形墊片。 隔離盤是每個電源或接地層中的環形間隙，以防止對電源和接地層短路。
過孔寄生參數
經過嚴格的物理理論推導和近似分析，過孔的等效電路模型可以是在電感器兩端串聯的接地電容器，如圖1所示。
過孔等效電路模型
從等效電路模型可以看出，通孔本身具有對地寄生電容. 假設過孔防焊盤的直徑為D2, 通孔墊的直徑為D1, 厚度 PCB板 是T, 板基板的介電常數為ε, then the parasitic capacitance of the via is approximately:
The parasitic capacitance of the via can cause the signal rise time to be prolonged and the transmission speed to slow down, 從而惡化訊號質量. 類似地, 過孔也有寄生電感. 在裡面 高速數位電路板, 寄生電感造成的危害通常大於寄生電容.
其寄生串聯電感將削弱旁路電容器的貢獻，從而削弱整個電力系統的濾波效果。 假設L是通孔的電感，h是通孔的長度，d是中心孔的直徑。 通孔的近似寄生電感類似於：
過孔是導致射頻通道阻抗不連續的重要因素之一。 如果訊號頻率大於1GHz，則必須考慮過孔的影響。
减少過孔阻抗不連續性的常用方法包括：採用無盤工藝、選擇出口方法和優化防焊盤直徑。 優化防焊盤直徑是减少阻抗不連續性最常用的方法之一。 由於通孔的特性與結構尺寸有關，如孔徑、焊盤、反焊盤、層壓結構和佈線方法，囙此建議在每次設計過程中根據具體情況使用HFSS和Optimetrics進行優化類比。
使用參數化模型時，建模過程很簡單。 在審查期間，PCB設計師需要提供相應的類比檔案。
通孔直徑、焊盤直徑、深度和反焊盤都會帶來變化，導致阻抗不連續、反射和插入損耗嚴重。
Ì5ÌÌ通孔同軸連接器
與通孔結構類似，通孔同軸連接器也具有阻抗不連續性，囙此解決方案與通孔相同。 减少通孔同軸連接器阻抗不連續性的常用方法還有：採用無盤工藝、合適的出口方法和優化防焊盤直徑。
