串扰机理详解
射频电路中,串扰的基本原理

射频电路中,串扰的基本原理1.引言1.1 概述射频电路中,串扰是一个常见且重要的问题,尤其在高频信号传输中更为突出。
串扰指的是在射频电路中,不同信号之间相互干扰、相互影响的现象。
在射频电路中,存在着多个信号线路,每条线路上都传输着特定频率的信号。
由于线路之间的物理接近或电磁场的交叠,信号之间会相互耦合,形成串扰。
这种耦合作用导致了信号之间的互相干扰,从而影响了射频电路的性能和可靠性。
串扰可以分为两种情况:带宽内串扰和带宽外串扰。
带宽内串扰指的是信号间频率相近,介于同一频段内的串扰;而带宽外串扰则是指信号间频率相差较大,介于不同频段内的串扰。
不同类型的串扰对射频电路的影响也有所不同。
带宽内串扰会导致信号变形、信噪比下降等问题,严重时甚至会导致通信不可靠。
而带宽外串扰则会引起频谱污染,干扰其他频段的正常通信。
为了抑制和减小串扰对射频电路的影响,人们提出了多种方法和技术。
例如,设计合理的电路布局和线路走向可以有效降低串扰的产生;合理选择线路材料和导线屏蔽等手段也能起到抑制串扰的作用。
此外,通过滤波器和隔离器等电路元件的使用,还可以对串扰信号进行滤除和分离,从而保证射频电路的正常工作。
本文将从串扰的定义和分类入手,深入探讨串扰的产生原理,并分析串扰对射频电路性能的影响。
同时,还将介绍一些串扰抑制的有效方法和技术,旨在帮助读者更好地理解和应对射频电路中的串扰问题。
文章结构的设计旨在清晰地呈现射频电路中串扰的基本原理。
本文将按照以下结构展开内容:1. 引言1.1 概述引言部分将简要介绍射频电路和串扰的概念,引起读者的兴趣,并说明射频电路中串扰问题的重要性和现实意义。
1.2 文章结构在本节,我们将详细介绍文章的结构,以帮助读者更好地理解和跟随文章的内容。
1.3 目的目的部分将明确本文的目标,即解释射频电路中串扰的基本原理,并提供一些串扰抑制方法的实用建议。
2. 正文2.1 串扰的定义和分类正文的第一部分将全面介绍串扰的概念,包括定义、分类和常见的串扰类型。
高速数字系统设计——串扰

crosstalk)),定义远端串扰(far-end crosstalk)为在被感应传输线远离驱动器的一端看到的
串扰(有时又称为前向串扰(forward crosstalk))。互容在被感应传输线上产生的电流,分别
流向被感应传输线的两端。互感在被感应传输线上产生的电流,从被感应传输线的远端流向
近端,这是因为互感会产生反方向的电流。这样,流向近端和远端的串扰电流可以分解为若
信号发送到传输线起始端
驱动信号的边沿
V
近端串扰脉冲
近端
V
远端串扰脉冲
信号传播到传输线中间 (1/2)TD时刻
远端
近端
V
信号传播到传输线末端 TD时刻
远端
近端
远端串扰脉冲在 TD时刻到达
远端
图 3-3 串扰噪声示意图
串扰噪声的幅度和波形在很大程度上依赖于耦合程度和端接负载。图 3-4 中的公式和图
例描绘了被感应传输线的不同端接方案中,串扰在干净传输线上感应出的最大电压值 [DeFalc o,1970]。驱动线终 端匹配, 以消除由多 次反射引起 的麻烦。 这些公式主 要用于估 计串扰噪声的幅值,并有助于了解特定端接方案的影响。对于比图 3-4 复杂的拓扑结构,则 需要使用类似于 SPICE 的仿真器来求解。
C11 C12 电容矩阵=
C21 C22
(3-5)
其中,传输线 1 自身的电容 C11 为传输线 1 的接地电容(C1g)加上传输线 1 到传输线 2 的互
容(C12):
C11=C1g+C12
(3-6)
C12
C1g
C2g
地平面
图 3-1 用于说明寄生矩阵的简单的双导线系统
另外,图 3-1 所示系统的电感矩阵为:
高速电路中串扰原理、仿真、去除

摘要:本文介绍了高速电路中串扰产生的原理,并通过对串扰的仿真分析,提出一些减少串扰的办法。
关键词:高速电路;串扰;仿真;PCB设计前言当今飞速发展的电子设计领域,高速化和小型化是必然趋势。
如何在缩小电子系统体积的同时,提高系统的速度成为摆在设计者面前的一个重要课题。
信号频率提高、边沿变陡、印刷电路板的尺寸变小、布线密度加大等使得高速电路的串扰问题日益突出。
串扰过大可能引起电路的误触发,导致系统无法正常工作。
这就要求电子工程师对高速电路串扰问题进行仿真分析并采取相应的措施将串扰减少到合理的范围。
串扰的基本概念和相关理论高速电路中相邻传输线之间由于互感和互容而引起串扰,串扰大小和它们之间的互感和互容大小都有关系。
如图1所示,如果一信号进入传输线1,由于互感Lm和互容Cm的作用,将在传输线2上产生串扰,为了方便起见,我们定义2个概念:近端串扰和远端串扰。
近端串扰是指在受侵害线上靠近侵害线的驱动端的串扰(也称为后向串扰),将受侵害线上靠近侵害线接受端方向的串扰称为远端串扰(也称为前向串扰)。
由互容引起的电流分别向受侵害线的2个方向流动,而由互感引起的电流从受侵害线的远端流向近端,这是因为互感产生的电流总是与侵害线中的电流方向相反。
因此,受侵害线上近端和远端串扰电流分别表示为I near=I(L m)+I near(C m)I far=I far(C m)-I(L m)图1互感互容引起的串扰电流示意图受侵害线上近端和远端串扰噪声的波形可以通过观察图2而得出。
当一个数字脉冲进入传输线,它的上升沿和下降沿将不断地在受侵害线上感应出噪声,在这里的讨论中,我们假设信号上升沿或者下降沿的变化速度非常快,远远小于传输线延迟,则根据前面的描述,一部分串扰噪声将传向近端,另一部分将传向远端,也就是我们所定义的近端串扰脉冲和远端串扰脉冲。
如图2所示,远端串扰脉冲将和侵害线上的信号同步流向终端,而近端串扰脉冲将起始于侵害线上信号变化沿出现时刻,并流向近端。
桥臂串扰原理范文

桥臂串扰原理范文桥臂串扰是指在电力系统的两个或多个桥臂之间,由于电磁场的相互作用和电流的互感现象,导致电流在不同桥臂之间相互传递而产生的干扰现象。
桥臂串扰对电力系统的稳定运行和电气设备的正常工作具有一定的影响。
桥臂串扰的原理可以通过以下几个方面进行分析:1.电磁感应:在电力系统中,电流在导线中形成的电磁场会相互作用,从而引起彼此之间的感应作用。
当两个桥臂之间存在相互感应现象时,电流将通过感应作用在不同的桥臂之间传递,从而产生串扰。
2.电缆互感:当电缆在电力系统中布置时,电流将通过电缆中的电场和磁场相互作用,从而产生电缆的互感现象。
电缆互感作为一种特殊的电流传递形式,会在桥臂之间引起电流的传递和串扰。
3.潮流互感:在电力系统中,电流的大小和方向是随着不同负荷和系统参数的变化而变化的。
当系统中的负荷或参数发生变化时,电流会随之变化,并通过互感作用在不同桥臂之间传递,从而引起桥臂串扰。
桥臂串扰对电力系统的影响不容忽视。
首先,桥臂串扰会引起电流在不同桥臂之间的传递,导致电流的不均匀分布和不稳定性增加。
这可能会导致系统电流过载、设备寿命缩短等问题。
其次,桥臂串扰会影响系统的电压和频率稳定性,从而影响电气设备的正常工作。
此外,桥臂串扰还可能导致通信系统、计算机系统等敏感设备的干扰,从而降低系统的可靠性。
为了减小桥臂串扰对电力系统的影响,可以采取以下几种措施:1.优化电源布置:通过合理调整电源的布置,使得电流在系统中传输的路径较短,从而减小桥臂串扰的可能性。
2.提高电缆屏蔽效果:在电力系统中,使用高效的电缆屏蔽技术可以有效地减小电缆的互感作用,从而降低桥臂串扰的程度。
3.使用串扰抑制装置:在桥臂之间安装串扰抑制装置,可以降低桥臂串扰的程度。
这些装置通常包括串扰抑制电阻、串扰抑制电容等。
4.加强系统运行管理:定期对电力系统进行检测和维护,及时发现和处理桥臂串扰问题,确保系统的正常运行。
5.电力系统规划优化:在电力系统的规划和设计中,应考虑降低桥臂串扰的要求,通过合理的电缆布置和桥臂结构设计来减小串扰的可能性。
串扰形成机理

5、串扰分析当今飞速发展的电子设计领域,高速化和小型化已经成为一种趋势。
如何在缩小电子系统体积的同时,保持并提高系统的速度与性能成为摆在设计者面前的一个重要课题。
信号频率变高,边沿变陡,印刷电路板的尺寸变小,布线密度加大等都使得串扰越来越成为一个值得注意的问题。
而随着电子工程师不断把设计推向技术与工艺的极限,串扰分析变得越来越重要。
本节讨论的串扰问题是高速、高密度电路设计中需要重点考虑的问题,下面的仿真结果均是使用Mentor Graphics公司的Interconnect Synthesis(IS)软件完成的。
5.1、串扰的基本概念串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声干扰。
过大的串扰可能引起电路的误触发,导致系统无法正常工作。
串扰是由电磁耦合形成的,耦合分为容性耦合和感性耦合两种。
容性耦合是由于干扰源(Aggressor)上的电压变化在被干扰对象(Victim)上引起感应电流从而导致的电磁干扰,而感性耦合则是由于干扰源上的电流变化产生的磁场在被干扰对象上引起感应电压从而导致的电磁干扰。
因此,信号在通过一导体时会在相邻的导体上引起两类不同的噪声信号:容性耦合信号与感性耦合信号。
5.2、几种典型情况的串扰分析我们以图13为例,先来介绍一下串扰的有关术语。
图中如果位于A点的驱动源称为干扰源(Aggressor),则位于D点的接收器称为被干扰对象(Victim),A、B之间的线网称为干扰源网络,C、D之间的线网称为被干扰对象网络;反之,如果位于C点的驱动源称为干扰源(Aggressor),则位于B点的接收器称为被干扰对象(Victim),C、D之间的线网称为干扰源网络,A、B之间的线网称为被干扰对象网络。
当干扰源状态变化时,会在被干扰对象上产生一串扰脉冲,在高速系统中,这种现象很普遍。
为方便下面的仿真,我们组成构造如下的仿真条件:电路布局布线严格按照图13中两线系统的结构,设两线的线宽均为W,两线的线间距为P,而两线的平行长度为L,如不特殊说明,W、P和L的取值分别为W=5mils,P=5mils,L=1.3inches,两线均为顶层微带传输线。
电化学 - 力学串扰-概述说明以及解释

电化学- 力学串扰-概述说明以及解释1.引言1.1 概述概述电化学和力学是两个相互关联的领域,它们之间存在着一定的相互影响和相互作用。
电化学-力学串扰是指在电化学和力学过程中,由于物理和化学因素的相互作用导致的相互影响现象。
这种串扰现象在许多领域都具有重要的意义,如材料科学、能源领域、生物医学领域等。
本文将重点讨论电化学-力学串扰的影响及其机理分析,同时探讨应对电化学-力学串扰的措施,以及展望未来的研究方向。
通过对电化学-力学串扰现象的深入研究,可以为相关领域的发展提供重要的理论和实验基础,促进相关技术的创新和进步。
文章结构部分的内容可以包括对整篇文章的结构和各个部分的内容进行简要介绍。
可以简要描述每个章节所涉及的内容和重点讨论的问题,以及各部分之间的逻辑关系和关联。
此外,也可以在文章结构部分提及本篇文章对于解决电化学-力学串扰问题的重要性和意义,为读者引出对文章内容的期待。
研究方向": {}}}}请编写文章1.2 文章结构部分的内容1.3 目的本文旨在探讨电化学和力学之间的相互影响,并深入分析电化学-力学串扰对材料和系统性能的影响。
通过对串扰机理的分析和实验研究,我们旨在揭示电化学-力学串扰的机理,并提出相应的措施以应对这种串扰带来的负面影响。
同时,本文还将展望未来研究方向,为解决电化学-力学串扰问题提供一定的参考和指导。
通过本文的研究,希望能够为电化学和力学领域的相关研究和应用提供新的思路和方法,推动这一领域的发展。
2.正文2.1 电化学和力学的关系电化学和力学两者之间存在着密切的关系,它们相互影响着彼此的运动和变化。
在材料科学领域,电化学和力学的交互作用对材料的性能和稳定性具有重要影响。
首先,电化学可以影响材料的力学性能。
例如,电化学腐蚀会导致材料表面的脆化和断裂,降低材料的强度和韧性。
另外,电化学过程中涉及到电流和离子输运,这些过程会引起材料内部的应力分布,从而影响材料的强度和变形行为。
fpga 串扰原理

fpga 串扰原理
FPGA串扰原理
FPGA(Field Programmable Gate Array)是一种可编程逻辑器件,它可以通过编程实现各种数字电路的功能。
在FPGA中,由于存在大量的逻辑单元和互联网络,因此在高速信号传输时,会出现串扰现象。
串扰是指在高速信号传输时,由于信号线之间的电磁耦合作用,导致信号线上的信号被传递到其他信号线上,从而影响了信号的正确性。
在FPGA中,由于存在大量的逻辑单元和互联网络,因此在高速信号传输时,会出现串扰现象。
FPGA中的串扰主要分为两种类型:同轴串扰和交叉串扰。
同轴串扰是指在同一层的信号线之间发生的串扰,而交叉串扰是指在不同层的信号线之间发生的串扰。
同轴串扰主要是由于信号线之间的电磁耦合作用导致的,而交叉串扰主要是由于信号线之间的电容和电感作用导致的。
为了减少FPGA中的串扰现象,可以采取以下措施:
1. 降低信号的传输速率:降低信号的传输速率可以减少信号线之间的电磁耦合作用,从而减少串扰现象。
2. 增加信号线之间的距离:增加信号线之间的距离可以减少信号线
之间的电磁耦合作用,从而减少串扰现象。
3. 使用屏蔽线:使用屏蔽线可以减少信号线之间的电磁耦合作用,从而减少串扰现象。
4. 使用差分信号线:使用差分信号线可以减少信号线之间的电磁耦合作用,从而减少串扰现象。
FPGA中的串扰现象是不可避免的,但是可以通过采取一些措施来减少串扰现象的发生。
在设计FPGA电路时,需要考虑到串扰现象的影响,从而采取相应的措施来减少串扰现象的发生。
信号完整性之串扰(四)

信号完整性之串扰(四)一、串扰的概念串扰是两条信号线之间的耦合、信号之间的互感和互容引起的。
当信号在传输线上传播时,相邻信号线之间由于电磁场的相互耦合会产生不期望的噪声电压信号,即能量由一条线耦合到另一条线上。
根据耦合的机理不同,可分为电感应(容性)耦合和磁感应(感性)耦合。
产生串扰(crosstalk)的信号被称为干扰源(Aggressor)或动态线(active line),而收到干扰的信号被称为被干扰对象(Victim)或静态线(passive line)。
通常,一个网络既是干扰源又是被干扰对象。
串扰是发生在一个网络的信号路径及返回路径和另一个网络的信号路径及返回路径之间的一种效应。
耦合机制:动态线上的电压变化可在周围产生电场,而电场对于处于其中的导体上的电荷流动有一定的影响,因此与静态线相互作用后就会出现容性(电感应)耦合。
动态线上的电流变化将会在导体周围产生磁场,而这个磁场会对处于其中的电荷移动产生影响,从而使静态线上出现感性(磁感应)耦合。
耦合并不是时时刻刻发生的,本人经过咨询和查找资料,了解如下:当信号沿着动态线传播时,仅在信号边沿附近的特殊区域,即存在dV/dt或dI/dt的区域,才有耦合电流流到静态线上。
导线上除此之外的任何地方,电流和电压都为常数,所以不会出现耦合噪声电流。
这个地方还希望各路大神指教二、近端串扰和远端串扰对于长线的耦合串扰,在静态线上两端测得噪声电压明显不同,为了区分这两端,把距离干扰源端最近的一端称为近端干扰(信号传输方向的后方),距离干扰源端最远的一端称为远端干扰(信号传输的前方)。
大家看到的两种串扰的峰值不一样是因为近端串扰是连续值,远端串扰是叠加值。
近端串扰和线间距有关,远端串扰和线间距还有走线的并行长度有关。
(互容和间距有关,互感和并行长度有关,)近端噪声与容性耦合电流和感性耦合电流的总和有关。
远端噪声与容性耦合电流和感性耦合电流的差有关。
三、影响串扰的因素线间距:串扰随着间距的增大而降低,粗略估算间距从一倍间距拉远到两倍间距串扰降一半,拉远到三倍串扰再降一半。
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串扰机理详解串扰是指当信号在传输线上传播时,因电磁耦合对相邻的传输线产生的不期望的电压噪声干扰。
这种干扰是由于两条信号线间的耦合,即信号线之间互感和互容耦合引起的。
容性耦合(当干扰源产生的干扰是以电压形式出现时,干扰源与信号电路之间就存在容性(电场)耦合,这时干扰电压线电容耦合到信号电路,形成干扰源)引发耦合电流,而感性耦合(当干扰源是以电流形式出现的,此电流所产生的磁场通过互感耦合对邻近信号形成干扰)则产生耦合电压。
由于自身的逻辑电平发生变化,对其他信号产生影响的信号线称为“攻击线”(Aggressor),即干扰线。
受到影响而导致自身逻辑电平发生异常的信号连线我们称为“牺牲线”(Victim),即被干扰线。
串扰噪声从干扰对象上通过交叉耦合到被干扰对象上,表现为在一根信号线上有信号通过时,在PCB板上与之相邻的信号线上就会感应出相关的信号。
图5-1中如果位于A点的驱动源称为干扰源(Aggressor),则位于D点的接收器称为被干扰对象(Victim),A、B之间的线网称为干扰源网络,C、D之间的线网称为被干扰对象网络;反之,如果位于C点的驱动源称为干扰源,则位于B点的接收器称为被干扰对象,C、D之间的线网称为干扰源网络,A、B之间的线网称为被干扰对象网络。
图5-1 串扰中的干扰源与被干扰对象当干扰源状态变化时,会在被干扰对象上产生一串扰脉冲,在高速系统中,这种现象很普遍。
例如,当干扰源的信号有上升沿跳变(从0到1),而被干扰源保持为0电平,通过两者之间的交叉耦合电容,在被干扰源上就会产生一个短时的脉冲干扰,如图5-2.a所示。
类似的,在干扰源上有一个上升沿跳变(从0到1),而在被干扰源上有一个下降沿跳变(从1到0),由于交叉耦合的影响,在被干扰源上就会产生时延,如图5-2.b所示。
图5-2 a)短时脉冲干扰 b)时延通常,依赖于干扰源和被干扰源上信号的跳变,被干扰线上产生四种类型的影响:正的短时脉冲,负的短时脉冲,上升时延,下降时延,如图5-3所示。
图5-3 四种不同影响从干扰线耦合到被干扰线上的电压与被干扰线上的电压是完全无关的。
当信号沿着传输线传播时,在信号路径与返回路径之间存在电场和磁场。
这些场的分布不仅仅限于信号和返回路径之间的空间内,而是在周围空间延伸。
我们把这些延伸出去的场称为边缘场。
如果将两导线的间距加大,可看到边缘场的强度大大减弱。
图5-4所示表明了在信号路径与返回路径之间的边缘场以及另一个网络分别在远处和近处时两者之间的相互作用情况。
图5-4 信号线附近的场分布由图可见,第2根线处在边缘场的附近时,就有过多的耦合和串扰。
归根结底,边缘场是引起串扰的根本原因。
减小串扰最重要的方法就是使网络间的间距足够远,使其边缘场降低到可以接受的范围。
在系统中的每两个网络之间,总会有边缘场产生的电感耦合和电容耦合。
我们把耦合电感和耦合电容分别叫做互感和互容。
互感是引起串扰的两个重要因素之一,互感系数Lm标志了一根驱动传输线通过磁场对另外一根传输线产生感应电流的程度。
从本质上来说,如果“受害(Victim)线”和驱动线(侵略线)的距离足够接近,以至于侵略线产生的磁场将受害线包围其中,则在受侵略的传输线上将会产生感应电流,而这个通过磁场耦合产生的电流在电路模型中就通过互感参数来表征。
在互感Lm的作用下,将根据驱动线上的电流变化率而在受害线上引起一定的噪声,噪声电压的大小与电流变换率成正比,通常可以由下式计算:,dI driverV Lnoise L m dtm=由于感应噪声正比于信号的变化率,互感在高速数字电路的应用中显得尤为重要。
互容是引起串扰的另外一个重要因素,互容是两导体间简单的电场耦合,这种耦合在电路模型中以互容的形式表现出来。
互容Cm将产生一个与侵略线上电压变换率成正比的噪声电流到受害线:,dV driverI Cnoise C m dtm=同样可以看到:感应噪声也是正比于信号的变化率,因此互容在高速数字应用中也是非常重要的。
需要说明的是,上式只是简易的近似公式用于阐述耦合噪声的机理。
完整的串扰表达式将在后面给出。
在一个系统中,如果传输线之间发生了严重的耦合,那么通常使用的单根传输线模型就不再适合分析传输线的电气特征,在这种多导线系统中,我们必须考虑互感和互容来全面评估传输线的电气性能。
等式5-3和5-4描述了反映寄生耦合效应影响传输线系统性能的典型方法。
电感矩阵和电容矩阵被通称为传输线矩阵。
1112121221L L L N L L Inductance matrix L L N NN ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦这里,L NN 表示线N 的自感,L MN 表示线M 和N 之间的互感。
1112121221C C C N C C Capacitance matrix C C N NN ⎡⎤⎢⎥⎢⎥=⎢⎥⎢⎥⎢⎥⎣⎦在这里,C NN 是指传输线N 上的寄生电容。
它包括导线N 自身的对地电容及和其它传输线的互容之和。
C MN 就是传输线N 和传输线M 之间的互容。
由上节讨论可知,对于两根耦合的传输线,电容C 矩阵和电感L 矩阵是简单的2×2矩阵。
非对角线上的元素分别表示了互容和互感的值。
假设有两根50Ω的传输线,具有相同的耦合分布。
同时,在线的两端接上等于其特性阻抗50Ω的端接,这样可以消除反射带来的各种影响。
等效的电路模型如图5-5所示。
图5-5 一对紧耦合传输线和采用n段集总参数电路的等效电路模型当信号沿着作用线传播时,在作用线和静止线间有互容和互感,这是噪声电流从作用线流向静止线的唯一路径。
而只在特定的区域,即dV/dt或dI/dt,耦合噪声才会流向静止线。
在电压和电流恒定的区域,没有耦合噪声电流。
如图5-6所示,信号的前沿近似为线性斜率,上升时间为RT,噪声近似与V/RT和I/RT成正比。
图5-6 从作用线流向静止线的耦合噪声只在电压或电流变化的区域在任一时刻,流过互容的总电流为:dV=I Cc m dt其中,V为信号的电压;Cm为信号上升时间段内耦合的互容=⨯∆=⨯⨯C C x C v RTm mL mL其中,C mL为单位长度的互容;v是信号传播的速率;RT为信号的上升时间同时,注入到静止线上的瞬时容性耦合电流总量为:V=⨯⨯⨯=⨯⨯I C v RT C v Vc mL mLRT从作用线流入静止线的容性耦合电流只在作用线上信号的边沿处发生。
但是,通过式(5-7)可知,耦合噪声电流总量与上升时间无关。
而根据式(5-5),上升时间越快,则变化率dV/dt越大,所以可能认为容性耦合电流也越大。
但是,上升时间越快,dV/dt的耦合线区域越短,并且用来耦合的电容就越小。
因此,容性耦合电流只与单位长度的互容有关。
按照相同的分析,互感感应到静止线上的瞬时电压为:dI I==⨯⨯⨯=⨯⨯V L L v RT L v IL m mL mLdt RT其中,L mL为单位长度的互感;I为作用线上的信号电流同样可见,只在作用线上电压发生变化的地方,才有感性耦合噪声耦合到静止线上。
静止线上产生电压噪声的值与信号的上升时间无关,只取决于单位长度的互感。
静止线上的耦合噪声有四个重要的特性:1.瞬时耦合电压噪声值和电流噪声值依赖于信号的强度。
信号强度越大,瞬时耦合噪声值就越大。
2.瞬时耦合电压噪声值和电流噪声值依赖于单位长度互容和单位长度互感为度量的单位长度耦合量。
当导线间的间距减小,单位长度耦合增加,则瞬时耦合噪声也会增加。
3.速率越快,瞬时耦合的总电流越大。
这是由于速率越快,上升时间的空间延展(spatial extent)就越长,在任一时刻发生耦合的区域也越长。
信号的速率越大,电流流经的耦合长度增加,静止线上电流的密度保持不变。
4.信号的上升时间不会影响总的瞬时耦合噪声电流或电压。
上升时间越短,将会使单个互容和互感元件的耦合噪声增加。
并且上升时间越短,信号沿的空间延展也越短,在任一时刻发生耦合的总互感和总互容也越小。
前面已经阐述过了,串扰是由于临近两导体之间的互容和互感所引起的。
因而在临近传输线上引起的感应噪声的大小和他们之间的互感和互容大小都有关系。
例如,如果一信号进入传输线1(如图5-7),由于互感Lm和互容Cm的作用,将在传输线2上产生一电流。
由互容引起的电流分别向受侵害线的两个方向流动,而由互感引起的电流从受侵害线的远端流向近端,这是因为互感产生的电流总是与侵害线中的电流相反。
所以,从受侵害线近端到远端的串扰电流由很多部分组成(见图5-7)。
图5-7 互容互感引起的串扰电流示意图=+I I L I C()()near m near m()()I I C I L=-far far m m 受侵害线上近端和远端串扰噪声的波形可以从图5-8看出,当一个数字脉冲进入传输线,它的上升沿和下降沿将不断地在受侵害线上感应出噪声,在这里的讨论中,我们假设信号上升沿或者下降沿的变化速度非常快,远远小于传输线延迟。
则根据前面的描述,一部分串扰噪声将传向近端,另一部分将传向远端,也就是我们所定义的近端串扰脉冲和远端串扰脉冲。
如图5-8,远端串扰脉冲将和侵害线上的信号同步流向终端,而近端串扰脉冲将起始于侵害线上信号变化沿出现时刻,并流向近端。
这样,当驱动线上的信号变化沿在时间t=TD(这里TD是信号在传输线上的延迟时间)到达传输线远端时,如果远端存在匹配,那么,侵害信号和远端串扰将在远端被匹配消除。
同时,侵害信号的变化沿在被终端匹配消除前产生的最后一部分近端串扰信号将在t=2TD时才到达近端,这是因为,这部分信号又要经过整条传输线才能被传回近端。
所以,对于一对被终端匹配好的传输线来说,近端串扰起始于t=0并且持2TD的时间,或者说两倍于传输线的电气长度。
相反,受侵害线远端接收到的远端串扰起始于TD,持续时间为数字信号的上升或者下降时间。
图5-8 串扰噪声示意图串扰噪声的大小和形状很大程度上取决于耦合的大小与端接的情况。
图5-9给出的等式和插图详细地描述了一条安静的受侵害线上由于串扰而得到的最大电压的状况。
这里假设了受侵害线上存在多种端接策略,驱动线上也使用了端接来消除反射,使问题简化。
这些等式主要是用来估计串扰的幅度,并使读者了解特殊的端接策略对噪声幅度的影响。
当图5-17中所示的拓扑结构变得更加复杂时,则必须采用类似SPICE的工具来进行仿真。
图5-9 各种匹配情况下的串扰反射示意图图5-9中假设了信号在传输线上的传输时间为两倍上升时间:TD = 在这里,X 是指传输线长度,L 和C 是指单位长度传输线本身的电感和电容,注意:如果2T X r >串扰将不能到达其最大振幅,为了正确计算2T X r >近端串扰只须乘以2X T r 即可,而远端串扰不会因为长度变化而改变。