影響串擾的因素

前面講了串擾的分類和飽和長度，以及其對信號的影響，那么影響串擾的因素有哪些？

線間距

近端串擾，線間距越大，不管是表層走線還是內(nèi)層走線，串擾越小。

遠端串擾，線間距越大，串擾越小。

在實際產(chǎn)品的設計中，相對于串行信號，DDR并行信號是需要更多關注線間距影響串擾

介質(zhì)厚度和介電常數(shù)

介質(zhì)厚度

通過相關的仿真，先量化一下介質(zhì)厚度對互容互感的影響。

介質(zhì)厚度為3mil:

介質(zhì)厚度為6mil:

仿真結果說明：介質(zhì)厚度變大，互容和互感變大，就本例數(shù)據(jù)來說，互容：0.00992-->0.08674，互感：0.01015-->0.19291。

說完介質(zhì)厚度對互容互感的影響，還可以通過仿真來量化串擾的噪聲幅度。為了便于比較，介質(zhì)厚度取值為3mil，6mil，9mil，其他參數(shù)保持一致，修改阻抗值，保證入射電壓的相同，只關注介質(zhì)厚度對串擾的影響。

仿真得出相關的結果如下：

近端串擾--微帶線

近端串擾--帶狀線

遠端串擾--微帶線

近端串擾和遠端串擾的仿真結果說明，介質(zhì)厚度越大，串擾越大。所以產(chǎn)品的設計中，盡量使用薄介質(zhì)。介質(zhì)厚度和阻抗成正比，線寬和阻抗成反比。介質(zhì)厚度變薄，為了保證阻抗，就需要將信號線變細。

常規(guī)工藝的線寬一般控制在≥2.5mil，介質(zhì)的厚度一般控制在≥2mil。一般成熟的產(chǎn)品設計板厚是固定的，比如1.6mm，2.0mm 等，信號層和電源層數(shù)也是相對固定的，在這種情況下介質(zhì)厚度也是相對比較固定的，所以，介質(zhì)厚度對串擾是有影響，但可調(diào)的空間不大。

介電常數(shù)Er

將介質(zhì)常數(shù)取值為3.3和4.5，其他參數(shù)保持一致，修改阻抗值，保證入射電壓的相同，只是比較介質(zhì)常數(shù)對串擾的影響。

需要說明的是，這里介電常數(shù)取值3.3和4.5是基于常見的不同等級材料的數(shù)值。比如M6等級材料的介電常數(shù)，最小值在3.3左右。如下圖：

FR4等級材料的介電常數(shù)，最大值在4.5左右，如下圖：

相關仿真的波形與數(shù)據(jù)如下：

微帶線

帶狀線

仿真的結果說明，介電常數(shù)對串擾的影響比較小。微帶線差別在0.001mv，帶狀線的串擾是相等的。

之所以把介質(zhì)厚度和介電常數(shù)放在一起作為串擾的影響因素，是因為在產(chǎn)品的疊層設計中，這兩者是相互影響的。介電常數(shù)和阻抗成反比，介質(zhì)厚度和阻抗成正比，板材好的材料相對介電常數(shù)就會小，阻抗變大，為了保證阻抗不變，介質(zhì)厚度就要變小，串擾變小。

耦合區(qū)域長度

關于耦合長度，不管是近端串擾還是遠端串擾，需要注意是否飽和的情況：

未飽和時，耦合長度越長，串擾越大

飽和時，耦合長度與串擾無關

還要注意的是，近端串擾很容易飽和，遠端串擾不容易飽和。

上升邊時間

近端串擾

未飽和時，上升邊越小，串擾越大

飽和時，上升邊時間與串擾無關

遠端串擾

上升邊越小，串擾越大，針對的是微帶線情況。

減小串擾的措施

增大信號之間的間距，常見的就是3W或者3H，高速信號常見就是5H或者7H

減小耦合區(qū)域長度，未飽和時，串擾噪聲與耦合長度成比例，產(chǎn)品的設計規(guī)范會明確并行長度范圍來控制耦合

盡量選擇帶狀線，帶狀線介質(zhì)材料相對均勻，串擾管控相對比較容易

連接器或封裝設計減少公共返回GND引腳

介質(zhì)厚度盡量薄，也就是盡量靠近返回平面