13、高速信号与车辆电网连接系统的创新设计

高速信号与车辆电网连接系统的创新设计

1. 高速信号延迟线的串扰问题与解决方案

在当今电子设备不断追求小型化和高速化的背景下，高速印刷电路板（PCBs）的信号完整性（SI）问题日益凸显。其中，串扰是影响 SI 的主要噪声源之一，尤其是在芯片连接布局密度增加的情况下，串扰问题愈发严重。

串扰通常分为近端串扰（NEXT）和远端串扰（FEXT）。FEXT 由电感耦合比和电容耦合比的差异引起，且与平行走线长度成正比，仅存在于非均匀环境中，如微带线几何结构。为了减小延迟线布局面积的电路尺寸，相邻延迟线段之间的间距会缩小，但这会导致电磁耦合和串扰增加。以往对传统蛇形和螺旋延迟线的研究表明，串扰可能影响系统级时序，甚至导致逻辑门错误切换。

为了降低串扰，提出了一种带有矩形贴片（RPs）的新型螺旋延迟线。以下是相关要点：
- 串扰原理 ：串扰是由于受害线和干扰线之间的互电容和互电感的耦合效应引起的。当干扰线的瞬态逻辑状态的上升和下降时间连续变化时，能量耦合传递会破坏受害线的信号操作。NEXT 和 FEXT 的公式如下：
- (V_{NEXT}=\frac{V_{in}}{4}\left(\frac{L_m}{L_s}+\frac{C_m}{C_s}\right))
- (V_{FEXT}=-\frac{V_{in}}{2}\left(\frac{L_m}{L_s}-\frac{C_m}{C_s}\right))
其中，(V_{in}) 是输入电压，(T_D) 是时间延迟，(t_r) 是上升时间，(L_s) 是自感，(L_m) 是互感，(C_s) 是自电容，(C_m) 是互电容。
- 螺旋延迟