淺析普通點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線技術(shù)

2、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線的EMI

EMI代表電磁干擾。開放電流的環(huán)路，比如在導(dǎo)線繞接產(chǎn)品中，將會(huì)立刻被標(biāo)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)。來自這些環(huán)路的磁場(chǎng)直接輻射到FCC技術(shù)人員的檢測(cè)天線中，他們將拒絕給你的數(shù)字產(chǎn)品頒發(fā)合格證明。

傳輸線極大地減少了EMI。它通過限制信號(hào)返回電流的流動(dòng)路徑來達(dá)到這一目的。對(duì)于普通的導(dǎo)線，電流從一個(gè)邏輯驅(qū)動(dòng)器的信號(hào)線流出，然后以某種方式沿著電源返回。這兩個(gè)路徑之間的距離，或者說它們之間的總環(huán)路面積，也許是幾個(gè)平方英寸。依照FCC測(cè)試規(guī)程，由此而產(chǎn)生的磁場(chǎng)直接與信號(hào)電流環(huán)路的總面積成正比。

傳輸線結(jié)構(gòu)保證了信號(hào)返回電流緊貼著信號(hào)輸出路徑。產(chǎn)生的實(shí)現(xiàn)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問題。

參考圖4.2，一個(gè)印刷電路板上的信號(hào)走線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的開放導(dǎo)線小40倍。對(duì)于相同的信號(hào)上升時(shí)間，這樣一個(gè)印刷電路板的每條走線輻射的電磁能量比NEWCO原型機(jī)的每條導(dǎo)線小32DB。

3、點(diǎn)對(duì)點(diǎn)布線中的串?dāng)_

如圖4.3所示，由于變化磁場(chǎng)的作用而產(chǎn)生串?dāng)_。由流經(jīng)環(huán)路A的電流產(chǎn)生的一些磁力線穿過了環(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(yīng)產(chǎn)生了環(huán)路B上的噪聲電壓，稱為串?dāng)_。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(shù)稱為環(huán)路A和B之間的互感，用符號(hào)LM表示。

在調(diào)整條件下的導(dǎo)線繞接系統(tǒng)中，患擾是一個(gè)主要的問題。讓我們來計(jì)算NEWCO會(huì)有多大的串?dāng)_。假設(shè)有兩個(gè)相鄰的環(huán)路，每個(gè)4IN長(zhǎng)。0.2IN高，平行間距0.1IN。

可以用上式中的電感值作為傳輸導(dǎo)線的電感。

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

其中，LM=兩線之間的互感

這一數(shù)值與單個(gè)網(wǎng)絡(luò)的自感相當(dāng)。這就是說，兩個(gè)網(wǎng)絡(luò)將會(huì)高度地耦合，預(yù)計(jì)會(huì)出現(xiàn)大量的串?dāng)_。

串?dāng)_計(jì)算的下一步是找出驅(qū)動(dòng)環(huán)路的最大DI/DT，并乘互感值得到串?dāng)_電壓值。在此，我們最好的推測(cè)是負(fù)載電容上接收信號(hào)的實(shí)際上升時(shí)間是3.6NS（這是最大過沖所需的時(shí)間）。把這個(gè)數(shù)值代入到下式：

計(jì)算得出串?dāng)_為12%（0.46V）

你感到驚訝嗎？?jī)H4IN的相鄰導(dǎo)線就產(chǎn)生了460MV的串?dāng)_。在0.1IN的半徑內(nèi)，一個(gè)好的技術(shù)人員能輕易地將10或20根導(dǎo)線綁在一起。來自每根導(dǎo)線的串?dāng)_會(huì)線性地疊加。來自10根鄰近導(dǎo)線的串?dāng)_將達(dá)到50%，足以引起嚴(yán)重的差錯(cuò)。

在構(gòu)造高速總線時(shí)，采用大捆的平行導(dǎo)線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在每個(gè)芯片背面的引腳號(hào)，他們喜歡把芯片之間的導(dǎo)線歸擾到一起，這個(gè)習(xí)慣使串?dāng)_問題更加惡化。直接的對(duì)點(diǎn)對(duì)點(diǎn)邊線，把導(dǎo)線下壓，以盡可能地貼近接地平面，比集中或捆綁導(dǎo)線要好得多。

當(dāng)項(xiàng)目終止的時(shí)候，NEWCO放棄了它的原型機(jī)，甚至從來沒有讓它完全運(yùn)行過來，他們浪費(fèi)了好幾個(gè)星期的寶貴設(shè)計(jì)時(shí)間，而且沒能在印刷電路布局之前驗(yàn)證設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵問題。