PCB走線串擾引起的功耗問題？

我司有一款低功耗產品，要求關機時部分電路維持正常工作，因為電池容量有限，且電池不能充電，所以要求功耗非常低，低到5uA以下。調試過程中發現，在某種特殊場景下電池功耗異常，電流值忽高忽低，萬用表電流值沖到了10uA。

雖然萬用表上看到的瞬時值并不準確，但是可以肯定有瞬時電流存在，功耗異常影響了整機壽命。經過分析電路原理，發現兩條信號線并排走了很長距離，并行長度可以用單位“米”來形容了，如下密密麻麻，縱橫交錯，當然這是特殊產品特殊走線方法，一般產品不會這么設計。

此款產品的這兩個信號線并不相連，只是并行走線，一個網絡是管腳輸出，輸出數據頻率很慢，1Hz左右，另外一個管腳是輸入管腳，輸入管腳有一個10MR下拉電阻。使用示波器測量網絡波形，如下，黃色是管腳輸出信號，藍色是另外一個管腳的輸入信號。

如下圖所示，黃色輸出信號出現上升沿的時候，另外一個管腳出現正尖峰，峰值已經相當高了，將近1V。黃色輸出信號出現下降沿的時候，另外一個管腳也出現一個負尖峰，峰值也比較高。這是由于走線之間的串擾引起的，并行距離太長，等效電容太大所致。下面會詳細講解原因。

注意：因為下拉電阻很大，使用示波器測量時，示波器的內阻會影響電路參數，測量波形和實際有差距，但是不妨礙我們進行電路原理分析。

放大看一下上升沿，如下圖，當輸出管腳輸出上升沿時，黃色輸出信號有輕微跌落，藍色輸入信號迅速拉升，然后緩慢下降至正常電平。

在放大看一下輸出管腳下降沿，如下圖，當輸出下降沿時，黃色波形幾乎沒有什么異常，但是藍色輸入管腳有下沖，下沖很陡，然后緩慢恢復到正常電平。

原理分析：兩條走線并行距離太大，導致兩條走線之間的電容很“可觀”，如下圖為簡化了的等效電路，C1為等效電容，R1是等效電阻，這個電阻包括IN端的輸入阻抗，下拉電阻等。OUT端沒有數據傳輸的時候IN端保持低電平。

當OUT端輸出高電平時，輸出的高電平給C1充電，充電電流流過R1的時候會在R1上產生壓降，因此在IN端能夠測量出電壓，此電壓隨著充電電流逐漸減小，也就是上面圖片中緩慢降低的過程。當電容充滿后IN端電壓回歸原始低電平。因為這里輸出頻率只有1Hz，而且電容較小，所以可以看到電容充滿的時候，如果輸出信號頻率比較高，電容還沒充滿就開始放電了。