論EMC設計中信號回流的重要性

任何注入（rù）到係統中的電流終都（dōu）要回到源端。因此，信號不僅僅是在信號線上傳播，同時也是在參考平麵上傳播，如下圖所示。所以保持參考平麵的完整和（hé）低阻抗，與保持信號線的完整和低阻抗對係統同樣（yàng）重（chóng）要。

在傳統的低速設（shè）計（jì）中，係統中的回路電流沿著小的電阻路徑回流，而在高速係統中，電流沿著小的阻抗回路回流。在高頻下，回路的電感表現出的感抗遠遠大於其本身的（de）電阻值，因此小阻抗路徑也就是小電感的路徑。通常情況下（xià），小電感（gǎn）的路徑就（jiù）在（zài）信號線的正下方，如下圖：

我（wǒ）們把提供給信號線回路電流的（de）媒介稱作參考平麵。在實際係（xì）統中，參考平麵可（kě）以用VCC，也可以用GND，重要的一點是要保證參考平麵的連續性。一（yī）對差分（fèn）信號之間可以互為參（cān）考，它們對參考平麵的依賴沒有那麽（me）強。

如果在PCB上，信號的參考平麵出現較大的不連續區域，如一條溝壑，那麽在這個溝（gōu）壑處，信號（hào）的（de）回路電流（liú）無法通過緊貼信號走線線麵的路徑傳送，而是必須繞開這個溝壑。這樣就給回流路徑增加了感抗，使（shǐ）得接收端信號的高頻分量衰（shuāi）減嚴重（chóng），甚（shèn）至出現台階。如下圖：

在設計中盡量（liàng）不要讓信號的回路中存在溝壑（hè），如果溝（gōu）壑是不可避免（miǎn）的，可以在（zài）溝壑的兩端放置一些去耦電容，構成一個跨越溝壑的交流通路，提供給高速的回（huí）路電（diàn）流。

另一種常見的回（huí）路不連續的情況是信號在不同參考平麵之間切換，同樣（yàng）會給電源係（xì）統引入噪聲。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（shū），第二層和（hé）第三層為參考平麵。當信號在（zài）第壹層（céng）時，回路電流在信號路徑（jìng）對麵的參考層第二層傳播，當信號在第四層時，回路電流同（tóng）樣在信號路徑對麵的參考層第三層（céng）傳輸。那麽當信號穿過信號過孔時，回路電流如何從第三層傳到（dào）第二層呢？

如果參考平麵之（zhī）間沒有直流通路，回路電（diàn）流隻能通過兩個平麵之間的容性耦合傳遞。在（zài）下圖中，我們可以清楚的看（kàn）到回路電流是如（rú）何從第三層耦合到第二（èr）層（céng）的。

由於平麵之間的耦合程（chéng）度（dù）有限，回路電流在躍（yuè）遷過程中，將（jiāng）遇到較大的阻抗。因此回路（lù）電流在（zài）這裏將在兩個平麵上產生一個感應噪聲，傳播到係統的其他地方。由於這個（gè）噪聲非常類似於地彈噪聲，因此又將其稱為回路地彈。那麽，如何減小回路地彈噪聲呢？

如果這兩個平麵具有同樣的電勢，例如它們都是地平麵，那麽直接有效的方（fāng）法就是在（zài）信（xìn）號過孔附近加上幾個地過孔（kǒng），直接連接兩個平麵，如（rú）下圖所示，使回路電流就近通過這幾個過孔，保持回路的連續性。

如果這兩個平麵的電勢（shì）不一樣，例如一個（gè）是VCC，另一個是GND，那麽要減弱這個回路地彈噪聲對電源係統造成的影響（xiǎng），兩個平麵之間增加一些去耦電（diàn）容，為回路電流提供一個低阻抗的瞬態交流回路。