走線設計是影響串擾的重要因素。很多工程師會問：同樣的疊層結構，為什么有的設計串擾小，有的設計串擾大？其實，這主要是因為走線設計的差異。今天我們就從走線間距、走線長度、走線拓撲結構等方面，結合實戰(zhàn)案例，為工程師們詳細解析通過走線設計最小化串擾的具體方法。

 

 

首先，增大走線間距是最小化串擾的最直接方法。串擾的大小與走線間距的平方成反比，走線間距越大，串擾越小。根據(jù) IPC 標準，對于高速信號線，走線間距應不小于 3 倍的線寬，這被稱為 “3W 原則”。比如，線寬為 0.1mm 的信號線，走線間距應不小于 0.3mm。在實際設計中，工程師可以根據(jù)信號的速度和頻率調(diào)整走線間距，對于 10Gbps 以上的高速信號，建議采用 “5W 原則”，即走線間距不小于 5 倍的線寬。需要注意的是，增大走線間距會增加 PCB 的面積，導致成本上升。工程師在設計時，需要在串擾抑制和 PCB 面積之間找到平衡。

 

其次，縮短平行走線長度也是最小化串擾的重要措施。串擾的大小與平行走線長度成正比，平行走線長度越長，串擾越大。在實際設計中，工程師應盡量避免長距離平行走線，尤其是在高速信號層。如果無法避免平行走線，應將平行走線長度控制在信號波長的 1/20 以下。比如，對于 10Gbps 的高速信號，信號波長約為 30mm，平行走線長度應控制在 1.5mm 以下。此外，工程師還可以在平行走線之間插入接地過孔，接地過孔可以起到屏蔽作用，減少信號線之間的耦合。捷配在為客戶設計高速 PCB 時，會通過仿真軟件模擬平行走線的串擾，幫助工程師優(yōu)化走線長度。

 

然后，選擇合適的走線拓撲結構也能有效最小化串擾。常見的走線拓撲結構有星形、菊花鏈和串行拓撲。星形拓撲是指所有負載都直接連接到源端，這種拓撲結構的串擾最小，因為每個負載的走線都是獨立的，不會產(chǎn)生耦合；菊花鏈拓撲是指負載依次連接到源端，這種拓撲結構的串擾較大，因為相鄰負載的走線之間會產(chǎn)生耦合；串行拓撲是指所有負載串聯(lián)在一條信號線上，這種拓撲結構的串擾最大。對于高速信號，推薦采用星形拓撲結構；對于低速信號，可以采用菊花鏈拓撲結構。需要注意的是，星形拓撲結構會增加 PCB 的面積和走線長度，工程師在設計時需要綜合考慮。

 

接下來，差分走線設計是高速 PCB 中最小化串擾的常用方法。差分走線是指將兩根信號線平行布置，且信號幅度相等、相位相反。差分走線可以有效抑制共模干擾，同時減少差模串擾。在設計差分走線時，工程師需要注意以下幾點：一是保持差分走線的等長，差分走線的長度差應控制在 5mil 以下，否則會導致信號相位差，影響串擾抑制效果；二是保持差分走線的等間距，差分走線的間距應保持一致，否則會導致特征阻抗變化，增加串擾；三是將差分走線與地層緊密耦合，這樣可以降低差分走線的特征阻抗，減少電磁輻射。

 

最后，工程師在進行走線設計時，還需要注意以下幾點：一是避免在信號線附近布置大電流電源線，大電流電源線會產(chǎn)生強磁場，對信號線產(chǎn)生干擾；二是采用蛇形走線時，應盡量減少蛇形走線的長度和數(shù)量，蛇形走線會增加信號的延遲和串擾；三是在信號線的兩端添加端接電阻，端接電阻可以匹配信號線的特征阻抗，減少信號反射，從而間接減少串擾。捷配擁有先進的 PCB 仿真軟件，能為工程師提供走線設計優(yōu)化服務，幫助工程師們最小化串擾。

 

    通過增大走線間距、縮短平行走線長度、選擇合適的走線拓撲結構和采用差分走線設計，能夠有效最小化高速 PCB 的串擾。工程師在進行走線設計時，需要綜合考慮信號完整性、PCB 面積和成本等因素，選擇最適合的設計方案。