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指状电源和地线的串扰

2021-03-06 ryder

在FCC分贝辐射指南之前制造的早期计算机设备中,这种老式布局出现过。电源和地的指状布局同样也用廉价的绕接框架上,提议不要使用这种布线办法。


电源和地的指状技术只适用于在小的电路卡上实现非常低速的逻辑电路。


它的紧要优点是电源和地的接线可以在单层上实现。信号走线要另外一层。


在电源和地的指状设计图中,地线走在板子的右边,电源线布在、板子左边。当要的时候这些走线可以从左边延伸到右边,像长的手指或横栏木梯。


集成电路块跨立在这些横档上,通过短的连线接地或接到电源线。相邻的电源和地线之间有旁路电容。


这个布局的问题是,大部分的返回信号电流非得走过板子边缘的所有路径,以回到它们的驱动器。这个路径的改道引入大量的自感和互感。


倘若非得采用双面板,可以使用平行交织地平面的串扰的电源和地栅格方式。


倘若由于某些示知的因素,不得不使用指状的地线布局,那么首先制作一个样板,测量走线之间的互感,然后再计算电路是不是能正常工作。


当采用低速的CMOS逻辑或老式的LS-TTL系列电路时,它可能工作,但是其他的任何快速逻辑系列产品则无法发挥用途。产品除了有无法使用的简单风险外,开放的电流环路的电磁辐射在FCC辐射探测中几乎肯定不合格。


下面是电源和地的指状布局上的环路电感的近似计算公式:


其中,L=电感,NHX=板子宽度,INW=走线宽度,INY=走线长度,IN


留意,走线宽度加倍对整个电感来说几乎没有影响。很宽的地线也起不到改善用途,所要的是用一个较细的网状地线倾覆板子的表面。


倘若其中一条走线靠近一边,其电感会稍小一些。


因为返回电流转向板子的周围边缘,磁场分布在各处,任何其他横切这些磁场时,都会与其出现紧耦合,任何两条走线的耦合电感LM实际上和上式中的L相同。距离不会引起耦合电感减少太大。

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