浅谈PCB串扰及降低方法

先来说一下什么是串扰，串扰就是PCB上两条走线，在互不接触的情况下，一方干扰另一方，或者相互干扰。主要表现是波形有异常杂波，影响信号完整性(Signal integrity, SI)等等。一般情况下可以分为容性串扰和感性串扰两种。

容性串扰，如上图所示：

PCB中两条平行的走线可以等效为一个电容器，当然这电容器容值非常小，虽然非常小，有时候足以影响信号完整性。当其中一条走线中有高速信号传输时，这个等效电容器不断的充放电，电容的特性是通交流阻直流，高速信号会通过电容器耦合到另外一条走线上，使信号完整性降低。上图中两条走线如果位于相邻上下层，且距离很近，等效电容更大，容性串扰更严重。

感性串扰，如上图所示：

PCB中两条平行的走线，当其中一条走线有高速信号传输时，产生交变磁场，这个交变磁场作用到另外一条走线后，会在这条走线内部产生感应电流。原理类似变压器。容性串扰和感性串扰是同时存在的。

现在的电子产品集成度越来越高，封装越来越小，走线越来越密集，串扰不可避免，也不可消灭，尽量降低，只要能够保证产品稳定可靠就好。以下列举了几种降低串扰的方法：

1、敏感的信号线，比如音频等模拟信号，尽量远离数字信号线。

2、敏感线严禁和数字信号线平行走线。

3、关键的高速信号线尽量使用GND包裹，上下左右立体式，GND能够吸收各种串扰噪声，把干扰源扼杀在摇篮里，GND包裹后也基本满足了3W法则。

举个例子：

我司某产品在做板级测试的时候，发现某个GPIO波形异常，下图所示，直观感受是：高电平很“粗”。

示波器拉开波形是这样的，几十MHz的高频信号，如下图：

看了一下威廉希尔官方网站 发现这个GPIO和一个25MHz的CLK并行了很长距离。