PCB走线串扰引起的功耗问题？

我司有一款低功耗产品，要求关机时部分电路维持正常工作，因为电池容量有限，且电池不能充电，所以要求功耗非常低，低到5uA以下。调试过程中发现，在某种特殊场景下电池功耗异常，电流值忽高忽低，万用表电流值冲到了10uA。

虽然万用表上看到的瞬时值并不准确，但是可以肯定有瞬时电流存在，功耗异常影响了整机寿命。经过分析电路原理，发现两条信号线并排走了很长距离，并行长度可以用单位“米”来形容了，如下密密麻麻，纵横交错，当然这是特殊产品特殊走线方法，一般产品不会这么设计。

此款产品的这两个信号线并不相连，只是并行走线，一个网络是管脚输出，输出数据频率很慢，1Hz左右，另外一个管脚是输入管脚，输入管脚有一个10MR下拉电阻。使用示波器测量网络波形，如下，黄色是管脚输出信号，蓝色是另外一个管脚的输入信号。

如下图所示，黄色输出信号出现上升沿的时候，另外一个管脚出现正尖峰，峰值已经相当高了，将近1V。黄色输出信号出现下降沿的时候，另外一个管脚也出现一个负尖峰，峰值也比较高。这是由于走线之间的串扰引起的，并行距离太长，等效电容太大所致。下面会详细讲解原因。

注意：因为下拉电阻很大，使用示波器测量时，示波器的内阻会影响电路参数，测量波形和实际有差距，但是不妨碍我们进行电路原理分析。

放大看一下上升沿，如下图，当输出管脚输出上升沿时，黄色输出信号有轻微跌落，蓝色输入信号迅速拉升，然后缓慢下降至正常电平。

在放大看一下输出管脚下降沿，如下图，当输出下降沿时，黄色波形几乎没有什么异常，但是蓝色输入管脚有下冲，下冲很陡，然后缓慢恢复到正常电平。

原理分析：两条走线并行距离太大，导致两条走线之间的电容很“可观”，如下图为简化了的等效电路，C1为等效电容，R1是等效电阻，这个电阻包括IN端的输入阻抗，下拉电阻等。OUT端没有数据传输的时候IN端保持低电平。

当OUT端输出高电平时，输出的高电平给C1充电，充电电流流过R1的时候会在R1上产生压降，因此在IN端能够测量出电压，此电压随着充电电流逐渐减小，也就是上面图片中缓慢降低的过程。当电容充满后IN端电压回归原始低电平。因为这里输出频率只有1Hz，而且电容较小，所以可以看到电容充满的时候，如果输出信号频率比较高，电容还没充满就开始放电了。

当OUT端输出低电平时，满电的C1开始放电，放电电流和上图相比方向相反。电流在R1上产生相反的压降，所以在IN端测量到负电压，随着电容电量逐渐放光，R1的压降逐渐减少，最终回归0点位。

电流随着输出波形变化而变化，在电阻R1上产生功耗，损失了电量。减小R1的数值可以适当减小损耗。