串扰16-保护地线

        工程界常常使用保护地线进行隔离，来抑制信号间的相互干扰。的确，保护地线有时能够提高信号间的隔离度，但是保护地线并不总是有效的，有时甚至反而会使干扰更加恶化。使用保护地线必须根据实际情况仔细分析，并认真处理。

 使用ADS仿真隔离地线对信号的影响作用：

仿真结果如下：

由波形简单分析，保护地线上由于前后阻抗不匹配，波形产生震荡，地线上的震荡进而影响受害线上的波形，下面将地线上前后匹配电阻（R20、R22）改为50 Ohm，放置地线上产生震荡，观察受害线上的波形：

        由上面仿真结果分析可知，受害线上的波形受攻击线影响，但由于距离相对于隔离地线稍远，所以串扰幅度也稍小，但是由上面两个图对比可知幅度与没有隔离地线的电路串扰幅度差不多，但是有隔离地线的受害线的近端串扰波形在快结束时有一个尖峰，通过左下角的图分析这个尖峰是由于隔离地线上尖端串扰的下降沿产生的一个远端串扰所导致，即受害线上的波形也受隔离地线的影响。

        继续分析阻抗不匹配的情况，波形在隔离地线上产生振荡是因为隔离地线上阻抗不匹配，且反射系数为-1，所以产生震荡，且震荡进而影响受害线，受害线同时也受攻击线的影响。

        若将攻击线与受害线接入PRBS信号源并观察接收端眼图情况：

        通过眼图可以看到有保护地线的眼图明显差于没有保护地线的眼图，可见传输线间存在保护地线可能并不会起到保护的作用。

        在实际工程中，经常出现在铺铜时有GND铜皮形成一个尖端的情况，且尖端并没有打过孔接地：

使用ADS对该模型进行仿真，将隔离地线末端接上10MOhm电阻模拟高阻抗，观察这种情况下的信号眼图情况：

可见这种情况下信号情况会更加恶化，若减短隔离地线后面的Stub的长度到500mil，观察信号眼图情况：

将Stub的长度缩短到300mil，观察信号眼图情况：

将Stub的长度缩短到100mil，观察信号眼图情况：

可见随着隔离地线上Stub的减少，信号质量会提升。

若在隔离地线后面接入地过孔，然后在隔离地线中间也接地后观察信号情况：

若在200mil、500mil、800mil也接地后观察信号眼图：

若每隔200mil接入一个地后观察信号眼图：

可见随着接地过孔的增多，信号质量也在提升，这个例子表明拉开走线间距是最有效的减小串扰的方法。保护地线如果使用不当，信号反而会恶化串扰，因此，在使用保护地线时需要根据实际情况仔细分析。

保护地线要想起到应有的隔离作用，需要在地线上添加很多GND过孔，过孔间距应小于信号波长的1/10：

但是在实际工程中一般不需要这样复杂的计算，大概计算后100ps上升时间时孔间距为200mil最合适。

若走线在内层，对比不同情况下的信号质量情况：

        对于表层走线来说，使用密集的GND过孔，对提高隔离效果是有好处的。但是对于内层走线来说，使用密集的GND过孔几乎得不到额外的好处，图5-65中对比了GND过孔间距为2000mil(保护地线两端打GND过孔)和GND过孔间距为400mil时的近端串扰情况，串扰量几乎没有变化。        

     对于表层走线来说，保护地线的作用减小。两种情况下近端串扰和远端串扰噪声波形如图5-67所示。地孔间距很大时仍然可能使串扰恶化。当使用很密集的过孔时串扰量和不用保护地线情况相当，没有明显改善。因此对于表层走线来说，走线间距很大时，中间再加人保护地线，几乎没什么效果，如果处理不好反而会使串扰恶化。

综上所述，可以总结为下面两点：

1.个别特殊信号(低频模拟信号)可使用保护地线

2.高速数字信号谨慎使用保护地线