信号完整性 信号干扰知识简介

“每当我们执行这段代码时，处理器就会疯狂。”听起来有点熟？此问题可能涉及连接器中的串扰。在大型系统中，尤其是包括多个电路卡的系统中，宽的，快速的总线结构必须在许多点处穿过连接器。当总线信号通过连接器时，驱动信号或“干扰源”将其部分能量耦合到其他信号或“受害者”上。

在良好的连接器中，串扰很小，甚至对于相邻引脚，当受害引脚远离攻击者时，它会迅速减小。您可以使用以下简单的测试设置直接观察此效果。您的测试设置必须使用可以精确模拟上升时间，电压和电流的在线条件的激进信号来激励连接器：

关闭系统或将其保持在复位状态。

将脉冲发生器替换为其中一个总线驱动器。

调整上升时间和电压摆幅以模拟您的真实驾驶员。

在连接器的远端，应用经过校准的负载，以获得与实际在线负载相同的电流量。

您的测试设置必须接收串扰电压类似于真实系统的方式：

切断连接器两侧的每个受害者迹线。

在连接器的一侧，将所有受害者引脚短接到地。此操作模拟强大的总线驱动程序将每个受害信号保持在低状态。

测量连接器另一侧收到的串扰。

此方法确定连接器内部产生的串扰，消除印刷电路板上的跟踪到串扰串扰。

要了解导致串扰的原因，请记住干扰源电流始终以循环方式流动。它转到另一块板，它也回来了。它通过连接器上的信号引脚流向另一块板，并通过最近的电源/接地引脚返回其源极。总线上每条线路的电流都在这种环路中流动。

现在，这里有重要部分：当多条总线被迫共用电源/接地引脚时，它们的电流环路重叠。这些重叠电流回路形成单匝松耦合变压器，具有多个输入和输出。一个回路上的任何信号通过变压器效应耦合到所有其他信号上。

在典型的连接器上，当您在测试设置中交换驱动器及其负载时，从而反转信号流的方向那个攻击者信号引脚，串扰会改变极性。这种极性变化证明大多数连接器中的串扰主要来自互感（变压器效应）而不是寄生电容。这个结果可能与你对串扰的直觉背道而驰，但事实确实如此。因为耦合是类似变压器的，所以反转初级电路上的电流方向可以反转次级电压。

当处理耦合器受寄生电容支配的连接器时，无论从哪个连接器来看都是如此。你注入了攻击者信号。接收到的极性保持不变。所有对电容串扰都很重要的是你对入侵引脚施加的电压，而不是流过干扰引脚的电流。

因为连接器串扰主要是通过类似变压器的原理，所以你要做的就是分开电流回路，例如为每个信号提供专用电源和接地引脚，减少了信号间耦合。您为减少干扰源电流而做的任何事情（例如在连接器的目标端使用较少的负载）也会有所帮助。