論EMC設計中信號回（huí）流的重要性

任何注入到（dào）係統中的電流終都要回到源端（duān）。因此，信號不僅僅是在信號（hào）線（xiàn）上傳播，同時也（yě）是在參考平麵上傳播，如（rú）下圖所示。所以保持參考平麵的完整和低阻抗，與保持信號線的完整和低阻抗對係統同樣重要。

在傳統的低速設計中，係統（tǒng）中（zhōng）的回路電流（liú）沿著小的電阻路徑回（huí）流，而在高速係（xì）統（tǒng）中，電流沿著小的阻抗回（huí）路回流。在高頻下，回路的電感表現出的感抗（kàng）遠遠大於其本身的電阻值，因此小阻抗路（lù）徑（jìng）也就（jiù）是小電感的路徑（jìng）。通常情況下，小電感的路徑就在（zài）信號線的正下方，如下圖：

我們把（bǎ）提供給信號線回路電流的媒介稱作參考平麵。在實際係統中，參考平麵可以用VCC，也可以（yǐ）用GND，重要的一（yī）點是要保證參考（kǎo）平麵的連續性。一對差分信號之間可以互為參考，它們對參考平麵的依賴沒有那（nà）麽強。

如果在（zài）PCB上，信（xìn）號的參考平麵出現較大的不連續區域，如一條溝壑，那麽在這（zhè）個溝壑處，信號的回（huí）路電流無法通過緊貼信號走線線麵的路（lù）徑傳送，而是必須繞開這個（gè）溝壑（hè）。這樣就給回流路徑增加了感抗，使得接收端信號（hào）的高頻分量衰減嚴重，甚至出現台（tái）階。如下圖：

在設計中盡量不要讓信號的回路中存在溝壑，如果溝壑（hè）是不可避免的（de），可以在溝壑（hè）的兩端放置一些去耦電容，構成一個跨越溝壑（hè）的交流通路，提供給高速的回路（lù）電流。

另一種常（cháng）見的（de）回路不連（lián）續的情況是信（xìn）號在不同參考平麵之間切換，同樣（yàng）會給電源係統（tǒng）引入噪（zào）聲。下圖所示為4層（céng）PCB結構，信號首先在第壹層傳輸，然後通過一個過孔轉到第四層繼續傳輸，第二層和第三層為參考平麵。當信號在第壹層時（shí），回路（lù）電流在信號路徑對麵的參（cān）考層第二層傳播，當信號在第四層時，回路電流同樣在信號路徑對麵的參考層第三層傳輸。那麽當信號穿過（guò）信號過孔時，回路電流（liú）如何從第三層傳到第二層呢？

如果參考平麵之間沒有直流通路，回路電流隻能通過兩個平麵之間的容性耦合傳遞。在下圖中，我們可以清楚的看到回路電（diàn）流是如何（hé）從（cóng）第三（sān）層耦合到第二層的。

由於平麵之間的耦合程度（dù）有限，回路電流在躍遷過程中，將遇到較（jiào）大的阻抗。因此回路（lù）電流在這裏將（jiāng）在兩個平麵（miàn）上產生一個（gè）感應噪聲，傳播到（dào）係統的（de）其（qí）他地方。由於（yú）這個噪聲非常類似於地彈噪聲（shēng），因此又將其稱為回路地彈。那麽，如何減小（xiǎo）回路（lù）地彈噪聲呢？

如果這兩個（gè）平麵具有同樣的電勢，例（lì）如（rú）它們都是地平麵，那麽（me）直接有效的方法就是在信號過（guò）孔附近加上幾個地過孔，直接連接兩個平麵（miàn），如下（xià）圖所示，使回路電流就近通（tōng）過這幾個過孔，保持回路的連續性（xìng）。

如果這兩個（gè）平麵的電勢不一樣，例如（rú）一個是VCC，另一個是GND，那麽要減（jiǎn）弱這（zhè）個回路地彈噪聲對電源係統造成的影響，兩個平麵（miàn）之間（jiān）增加一些去耦電容，為（wéi）回路（lù）電流提供一個低阻抗的瞬態交流回路。