PCB高频/混压板：为什么会出现信号串扰？3个原因及解决办法

在高频 / 混压板的测试过程中，信号串扰是最常见的问题之一 —— 原本清晰的高频信号，叠加了其他信号的干扰后，波形变得杂乱，严重时甚至会导致设备功能失效。很多工程师遇到串扰问题时，往往盲目调整元器件位置，却找不到根本原因。其实，高频 / 混压板的信号串扰主要由 3 个原因导致，只要针对性解决，就能有效降低串扰影响。

第一个原因是传输线间距过小。高频信号在传输线中传输时，会在周围产生电磁场，若两条传输线距离过近，电磁场会相互耦合，导致信号串扰。这种耦合分为电容耦合和电感耦合：电容耦合是由于两条传输线之间的寄生电容，使一条线的电压变化影响另一条线；电感耦合则是由于传输线的寄生电感，电流变化产生的磁场干扰相邻线路。比如在雷达系统的 PCB 中，若射频信号传输线与控制信号传输线间距小于 2 倍线宽，串扰值会超过 - 30dB，远超行业允许的 - 40dB 标准。解决办法很直接：增大传输线间距，通常要求间距不小于 3 倍线宽；若板件空间有限，可在两条传输线之间设置接地隔离带，通过接地屏蔽电磁场，减少耦合。

第二个原因是地平面不完整。地平面不仅是电流回路，还能起到屏蔽电磁场的作用。如果高频 / 混压板的地平面存在 “断点”（比如被过孔、开槽分割），高频信号的回流路径会被迫绕行，形成较大的环路面积。环路面积越大，越容易接收外界电磁干扰，同时自身产生的磁场也会干扰其他线路，导致串扰加剧。比如某 5G 模块 PCB，因在地平面开槽放置元器件，导致射频信号的回流路径增加了 5cm，串扰值从 - 45dB 恶化到 - 28dB。解决这个问题的关键是保证地平面的完整性：尽量避免在地平面开槽，若必须开槽，要确保开槽区域不穿过高频信号的回流路径；同时，高频电路区域的地平面要铺满铜，减少断点。

第三个原因是层叠结构不合理。高频 / 混压板的层叠结构直接影响信号的屏蔽效果和串扰水平。很多工程师为了节省成本，采用 “高频层与低频层相邻” 的层叠方式，却忽略了低频信号对高频信号的干扰。比如将 500MHz 的高频信号层与 50Hz 的电源层相邻，电源层的纹波会通过层间耦合干扰高频信号，导致串扰。合理的层叠结构应遵循 “高频信号层与地平面相邻”“高频层与低频层隔离” 的原则：比如 4 层板可采用 “信号层 1 - 地平面 - 电源层 - 信号层 2” 的结构，其中信号层 1 放置高频信号，信号层 2 放置低频信号，通过地平面和电源层隔离；对于多层板，可在高频信号层上下都设置地平面，形成 “三明治” 结构，增强屏蔽效果，减少串扰。

总之，高频 / 混压板的信号串扰并非无法解决，只要找到传输线间距、地平面完整性、层叠结构这 3 个核心原因，针对性优化设计，就能将串扰控制在合理范围内，保证信号传输的稳定性。