線間寄生電容在容性串擾中起著怎樣的作用

2020-12-10 電子發燒友

線間寄生電容在容性串擾中起著怎樣的作用

佚名 發表於 2020-03-31 16:10:30

在產品的EMC設計中，對PCB和物理結構的EMC評估，是非常重要的一環，往往還具有決定性作用。一個比較優秀的設計，應該可以較大程度地避免幹擾電流流過產品內部電路，並將其導向大地。而容性耦合串擾在整個幹擾路徑中起著決定性作用，而線間寄生電容在容性串擾中又起著關鍵作用。本文通過4個不同的模型，來看看不同環境下，對線間寄生電容的影響？以此為PCB設計帶來參考意義。

模型介紹

1.相鄰層印製線平行布線

這種模型主要是分析兩條印製線形成的平板電容，其實在實際中，一般情況下的印製線寬是沒有PCB的厚度大的，更不太可能兩條走線有很大長度的平行布局，所以可以看出光從頂層和底層來看，線間電容是很小的。

不過此模型可以做一些延伸：

● 將印製線看作平面時面積就較大了，這時模擬地和數字地；電源走線和數字地；電源走線和模擬地；多對數位訊號和地，它們之間的寄生電容就會比較大。所以應該避免不希望產生耦合的平面之間的平行布線。

● 多層板時，當PCB厚度一定時，層數越多，相鄰兩層的厚度就會很小，這時一般的印製線寬也會有比較大的電容，所以應避免相鄰層平行布線。

2.沒有地平面的PCB中相鄰兩條印製線間電容

此模型在實際中主要是在單面板中，其實可能也存在於多層板的相鄰層間，因為不可能每層都有相鄰的大面積參考層。

由數據圖看出，起決定性作用的因素是線間距，與線寬關係不大。至於PCB厚度，由於這個基本是個定量，所以可以不用著重考慮。在PCB布線時，不希望有串擾的兩個信號，避免靠近和平行走線。

3.帶一層地平面兩條PCB印製線間電容（微帶線）

此模型在雙面板和多層板比較常見，相比沒有地平面的情況有兩點大不同：

● 在相同線距情況下，線寬開始起著很大的作用，線寬越寬，電容越大。

● 曲線變化非常陡峭，此時線距有著更大的影響。

其實增加地平面後，不僅僅降低了線間寄生電容，而且C2與C3（C2《《C3）形成的分壓可以降低串擾。所以，增加地平面有利於降低容性串擾耦合。

4.雙層地平面時線間寄生電容（帶狀線）

此模型在實際中存在於多層板和帶屏蔽的多芯線纜，或者帶金屬屏蔽罩的布線可以參考。由曲線可以看出，帶雙層地平面的情況下，對於線間寄生電容和串擾的控制具有更大的作用。對於一些需要高度隔離的信號線，應該採取此類措施。

結語

以上四個模型在我們設計PCB時有著重要的參考意義，在實際中，無論是單層、雙層、多層板中，這四種模型都會存在，不會獨立存在。要將元器件、走線、線纜、平面都看成是其中的元素。我們無法完全避免耦合，卻可以通過設計減小耦合，以及思考這些模型對於幹擾路徑分析的意義。
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