串?dāng)_機(jī)理詳解

1、串?dāng)_機(jī)理詳解串?dāng)_是指當(dāng)信號(hào)在傳輸線上傳播時(shí)，因電磁耦合對(duì)相鄰的傳輸線產(chǎn)生的不期望的電壓噪聲干擾。這種干擾是由于兩條信號(hào)線間的耦合，即信號(hào)線之間互感和互容耦合引起的。容性耦合（當(dāng)干擾源產(chǎn)生的干擾是以電壓形式出現(xiàn)時(shí)，干擾源與信號(hào)電路之間就存在容性（電場(chǎng)）耦合，這時(shí)干擾電壓線電容耦合到信號(hào)電路，形成干擾源）引發(fā)耦合電流，而感性耦合（當(dāng)干擾源是以電流形式出現(xiàn)的，此電流所產(chǎn)生的磁場(chǎng)通過(guò)互感耦合對(duì)鄰近信號(hào)形成干擾）則產(chǎn)生耦合電壓。由于自身的邏輯電平發(fā)生變化，對(duì)其他信號(hào)產(chǎn)生影響的信號(hào)線稱為“攻擊線”（Aggressor），即干擾線。受到影響而導(dǎo)致自身邏輯電平發(fā)生異常的信號(hào)連線我們稱為“犧牲線”（Victim

2、），即被干擾線。串?dāng)_噪聲從干擾對(duì)象上通過(guò)交叉耦合到被干擾對(duì)象上，表現(xiàn)為在一根信號(hào)線上有信號(hào)通過(guò)時(shí)，在PCB板上與之相鄰的信號(hào)線上就會(huì)感應(yīng)出相關(guān)的信號(hào)。圖5-1中如果位于A點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)源稱為干擾源（Aggressor），則位于D點(diǎn)的接收器稱為被干擾對(duì)象（Victim），A、B之間的線網(wǎng)稱為干擾源網(wǎng)絡(luò)，C、D之間的線網(wǎng)稱為被干擾對(duì)象網(wǎng)絡(luò)；反之，如果位于C點(diǎn)的驅(qū)動(dòng)源稱為干擾源，則位于B點(diǎn)的接收器稱為被干擾對(duì)象，C、D之間的線網(wǎng)稱為干擾源網(wǎng)絡(luò)，A、B之間的線網(wǎng)稱為被干擾對(duì)象網(wǎng)絡(luò)。圖5-1 串?dāng)_中的干擾源與被干擾對(duì)象當(dāng)干擾源狀態(tài)變化時(shí)，會(huì)在被干擾對(duì)象上產(chǎn)生一串?dāng)_脈沖，在高速系統(tǒng)中，這種現(xiàn)象很普遍。例如，當(dāng)干

3、擾源的信號(hào)有上升沿跳變（從0到1），而被干擾源保持為0電平，通過(guò)兩者之間的交叉耦合電容，在被干擾源上就會(huì)產(chǎn)生一個(gè)短時(shí)的脈沖干擾，如圖5-2.a所示。類似的，在干擾源上有一個(gè)上升沿跳變（從0到1），而在被干擾源上有一個(gè)下降沿跳變（從1到0），由于交叉耦合的影響，在被干擾源上就會(huì)產(chǎn)生時(shí)延，如圖5-2.b所示。圖5-2 a)短時(shí)脈沖干擾 b)時(shí)延通常，依賴于干擾源和被干擾源上信號(hào)的跳變，被干擾線上產(chǎn)生四種類型的影響：正的短時(shí)脈沖，負(fù)的短時(shí)脈沖，上升時(shí)延，下降時(shí)延，如圖5-3所示。圖5-3 四種不同影響從干擾線耦合到被干擾線上的電壓與被干擾線上的電壓是完全無(wú)關(guān)的。當(dāng)信號(hào)沿著傳輸線傳播時(shí)，在信號(hào)路徑與返

4、回路徑之間存在電場(chǎng)和磁場(chǎng)。這些場(chǎng)的分布不僅僅限于信號(hào)和返回路徑之間的空間內(nèi)，而是在周圍空間延伸。我們把這些延伸出去的場(chǎng)稱為邊緣場(chǎng)。如果將兩導(dǎo)線的間距加大，可看到邊緣場(chǎng)的強(qiáng)度大大減弱。圖5-4所示表明了在信號(hào)路徑與返回路徑之間的邊緣場(chǎng)以及另一個(gè)網(wǎng)絡(luò)分別在遠(yuǎn)處和近處時(shí)兩者之間的相互作用情況。圖5-4 信號(hào)線附近的場(chǎng)分布由圖可見(jiàn)，第2根線處在邊緣場(chǎng)的附近時(shí)，就有過(guò)多的耦合和串?dāng)_。歸根結(jié)底，邊緣場(chǎng)是引起串?dāng)_的根本原因。減小串?dāng)_最重要的方法就是使網(wǎng)絡(luò)間的間距足夠遠(yuǎn)，使其邊緣場(chǎng)降低到可以接受的范圍。在系統(tǒng)中的每?jī)蓚€(gè)網(wǎng)絡(luò)之間，總會(huì)有邊緣場(chǎng)產(chǎn)生的電感耦合和電容耦合。我們把耦合電感和耦合電容分別叫做互感和互容。

5、互感是引起串?dāng)_的兩個(gè)重要因素之一，互感系數(shù)Lm標(biāo)志了一根驅(qū)動(dòng)傳輸線通過(guò)磁場(chǎng)對(duì)另外一根傳輸線產(chǎn)生感應(yīng)電流的程度。從本質(zhì)上來(lái)說(shuō)，如果“受害（Victim）線”和驅(qū)動(dòng)線(侵略線)的距離足夠接近，以至于侵略線產(chǎn)生的磁場(chǎng)將受害線包圍其中，則在受侵略的傳輸線上將會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，而這個(gè)通過(guò)磁場(chǎng)耦合產(chǎn)生的電流在電路模型中就通過(guò)互感參數(shù)來(lái)表征。在互感Lm的作用下，將根據(jù)驅(qū)動(dòng)線上的電流變化率而在受害線上引起一定的噪聲，噪聲電壓的大小與電流變換率成正比，通?？梢杂上率接?jì)算： 由于感應(yīng)噪聲正比于信號(hào)的變化率,互感在高速數(shù)字電路的應(yīng)用中顯得尤為重要。 互容是引起串?dāng)_的另外一個(gè)重要因素,互容是兩導(dǎo)體間簡(jiǎn)單的電場(chǎng)耦合,這種

6、耦合在電路模型中以互容的形式表現(xiàn)出來(lái)。 互容Cm將產(chǎn)生一個(gè)與侵略線上電壓變換率成正比的噪聲電流到受害線： 同樣可以看到：感應(yīng)噪聲也是正比于信號(hào)的變化率，因此互容在高速數(shù)字應(yīng)用中也是非常重要的。 需要說(shuō)明的是，上式只是簡(jiǎn)易的近似公式用于闡述耦合噪聲的機(jī)理。完整的串?dāng)_表達(dá)式將在后面給出。在一個(gè)系統(tǒng)中，如果傳輸線之間發(fā)生了嚴(yán)重的耦合，那么通常使用的單根傳輸線模型就不再適合分析傳輸線的電氣特征，在這種多導(dǎo)線系統(tǒng)中,我們必須考慮互感和互容來(lái)全面評(píng)估傳輸線的電氣性能。等式5-3和5-4描述了反映寄生耦合效應(yīng)影響傳輸線系統(tǒng)性能的典型方法。電感矩陣和電容矩陣被通稱為傳輸線矩陣。 這里，LNN表示線N的自感，L

7、MN表示線M和N之間的互感。 在這里，CNN是指?jìng)鬏斁€N上的寄生電容。它包括導(dǎo)線N自身的對(duì)地電容及和其它傳輸線的互容之和。CMN就是傳輸線N和傳輸線M之間的互容。 由上節(jié)討論可知，對(duì)于兩根耦合的傳輸線，電容C矩陣和電感L矩陣是簡(jiǎn)單的2×2矩陣。非對(duì)角線上的元素分別表示了互容和互感的值。假設(shè)有兩根50的傳輸線，具有相同的耦合分布。同時(shí)，在線的兩端接上等于其特性阻抗50的端接，這樣可以消除反射帶來(lái)的各種影響。等效的電路模型如圖5-5所示。圖5-5 一對(duì)緊耦合傳輸線和采用n段集總參數(shù)電路的等效電路模型當(dāng)信號(hào)沿著作用線傳播時(shí)，在作用線和靜止線間有互容和互感，這是噪聲電流從作用線流向靜止線的唯

8、一路徑。而只在特定的區(qū)域，即dV/dt或dI/dt，耦合噪聲才會(huì)流向靜止線。在電壓和電流恒定的區(qū)域，沒(méi)有耦合噪聲電流。如圖5-6所示，信號(hào)的前沿近似為線性斜率，上升時(shí)間為RT，噪聲近似與V/RT和I/RT成正比。圖5-6 從作用線流向靜止線的耦合噪聲只在電壓或電流變化的區(qū)域在任一時(shí)刻，流過(guò)互容的總電流為： 其中，V為信號(hào)的電壓；Cm為信號(hào)上升時(shí)間段內(nèi)耦合的互容 其中，CmL 為單位長(zhǎng)度的互容；v是信號(hào)傳播的速率；RT為信號(hào)的上升時(shí)間同時(shí)，注入到靜止線上的瞬時(shí)容性耦合電流總量為： 從作用線流入靜止線的容性耦合電流只在作用線上信號(hào)的邊沿處發(fā)生。但是，通過(guò)式（5-7）可知，耦合噪聲電流總量與上升時(shí)間

9、無(wú)關(guān)。而根據(jù)式（5-5），上升時(shí)間越快，則變化率dV/dt越大，所以可能認(rèn)為容性耦合電流也越大。但是，上升時(shí)間越快， dV/dt的耦合線區(qū)域越短，并且用來(lái)耦合的電容就越小。因此，容性耦合電流只與單位長(zhǎng)度的互容有關(guān)。按照相同的分析，互感感應(yīng)到靜止線上的瞬時(shí)電壓為： 其中，LmL 為單位長(zhǎng)度的互感；I為作用線上的信號(hào)電流同樣可見(jiàn)，只在作用線上電壓發(fā)生變化的地方，才有感性耦合噪聲耦合到靜止線上。靜止線上產(chǎn)生電壓噪聲的值與信號(hào)的上升時(shí)間無(wú)關(guān)，只取決于單位長(zhǎng)度的互感。靜止線上的耦合噪聲有四個(gè)重要的特性：1瞬時(shí)耦合電壓噪聲值和電流噪聲值依賴于信號(hào)的強(qiáng)度。信號(hào)強(qiáng)度越大，瞬時(shí)耦合噪聲值就越大。2瞬時(shí)耦合電壓噪

10、聲值和電流噪聲值依賴于單位長(zhǎng)度互容和單位長(zhǎng)度互感為度量的單位長(zhǎng)度耦合量。當(dāng)導(dǎo)線間的間距減小，單位長(zhǎng)度耦合增加，則瞬時(shí)耦合噪聲也會(huì)增加。3速率越快，瞬時(shí)耦合的總電流越大。這是由于速率越快，上升時(shí)間的空間延展（spatial extent）就越長(zhǎng)，在任一時(shí)刻發(fā)生耦合的區(qū)域也越長(zhǎng)。信號(hào)的速率越大，電流流經(jīng)的耦合長(zhǎng)度增加，靜止線上電流的密度保持不變。4信號(hào)的上升時(shí)間不會(huì)影響總的瞬時(shí)耦合噪聲電流或電壓。上升時(shí)間越短，將會(huì)使單個(gè)互容和互感元件的耦合噪聲增加。并且上升時(shí)間越短，信號(hào)沿的空間延展也越短，在任一時(shí)刻發(fā)生耦合的總互感和總互容也越小。前面已經(jīng)闡述過(guò)了，串?dāng)_是由于臨近兩導(dǎo)體之間的互容和互感所引起的。因

11、而在臨近傳輸線上引起的感應(yīng)噪聲的大小和他們之間的互感和互容大小都有關(guān)系。例如，如果一信號(hào)進(jìn)入傳輸線1(如圖5-7)，由于互感Lm和互容Cm的作用,將在傳輸線2上產(chǎn)生一電流。由互容引起的電流分別向受侵害線的兩個(gè)方向流動(dòng),而由互感引起的電流從受侵害線的遠(yuǎn)端流向近端，這是因?yàn)榛ジ挟a(chǎn)生的電流總是與侵害線中的電流相反。所以，從受侵害線近端到遠(yuǎn)端的串?dāng)_電流由很多部分組成（見(jiàn)圖5-7）。 圖5-7 互容互感引起的串?dāng)_電流示意圖 受侵害線上近端和遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲的波形可以從圖5-8看出，當(dāng)一個(gè)數(shù)字脈沖進(jìn)入傳輸線,它的上升沿和下降沿將不斷地在受侵害線上感應(yīng)出噪聲，在這里的討論中，我們假設(shè)信號(hào)上升沿或者下降沿的變化速

12、度非常快，遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于傳輸線延遲。則根據(jù)前面的描述，一部分串?dāng)_噪聲將傳向近端，另一部分將傳向遠(yuǎn)端，也就是我們所定義的近端串?dāng)_脈沖和遠(yuǎn)端串?dāng)_脈沖。如圖5-8，遠(yuǎn)端串?dāng)_脈沖將和侵害線上的信號(hào)同步流向終端，而近端串?dāng)_脈沖將起始于侵害線上信號(hào)變化沿出現(xiàn)時(shí)刻，并流向近端。這樣，當(dāng)驅(qū)動(dòng)線上的信號(hào)變化沿在時(shí)間tTD（這里TD是信號(hào)在傳輸線上的延遲時(shí)間)到達(dá)傳輸線遠(yuǎn)端時(shí)，如果遠(yuǎn)端存在匹配，那么，侵害信號(hào)和遠(yuǎn)端串?dāng)_將在遠(yuǎn)端被匹配消除。同時(shí)，侵害信號(hào)的變化沿在被終端匹配消除前產(chǎn)生的最后一部分近端串?dāng)_信號(hào)將在t=2TD時(shí)才到達(dá)近端，這是因?yàn)?，這部分信號(hào)又要經(jīng)過(guò)整條傳輸線才能被傳回近端。所以，對(duì)于一對(duì)被終端匹配好的傳輸線

13、來(lái)說(shuō)，近端串?dāng)_起始于t=0并且持2TD的時(shí)間，或者說(shuō)兩倍于傳輸線的電氣長(zhǎng)度。相反，受侵害線遠(yuǎn)端接收到的遠(yuǎn)端串?dāng)_起始于TD，持續(xù)時(shí)間為數(shù)字信號(hào)的上升或者下降時(shí)間。 圖5-8 串?dāng)_噪聲示意圖 串?dāng)_噪聲的大小和形狀很大程度上取決于耦合的大小與端接的情況。圖5-9給出的等式和插圖詳細(xì)地描述了一條安靜的受侵害線上由于串?dāng)_而得到的最大電壓的狀況。這里假設(shè)了受侵害線上存在多種端接策略，驅(qū)動(dòng)線上也使用了端接來(lái)消除反射，使問(wèn)題簡(jiǎn)化。這些等式主要是用來(lái)估計(jì)串?dāng)_的幅度，并使讀者了解特殊的端接策略對(duì)噪聲幅度的影響。當(dāng)圖5-17中所示的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)變得更加復(fù)雜時(shí)，則必須采用類似SPICE的工具來(lái)進(jìn)行仿真。 圖5-9 各種匹

14、配情況下的串?dāng)_反射示意圖 圖5-9中假設(shè)了信號(hào)在傳輸線上的傳輸時(shí)間為兩倍上升時(shí)間： 在這里，X是指?jìng)鬏斁€長(zhǎng)度，L和C是指單位長(zhǎng)度傳輸線本身的電感和電容，注意：如果（例如，邊沿變化率大于兩倍的傳輸線延遲），近端串?dāng)_將不能到達(dá)其最大振幅，為了正確計(jì)算時(shí)的串?dāng)_電壓，近端串?dāng)_只須乘以即可，而遠(yuǎn)端串?dāng)_不會(huì)因?yàn)殚L(zhǎng)度變化而改變。需要注意的是：當(dāng)上升時(shí)間小于傳輸線時(shí)延時(shí)（長(zhǎng)線情況），近端串?dāng)_的最大幅值和信號(hào)上升時(shí)間沒(méi)有什么關(guān)系，而當(dāng)上升時(shí)間大于傳輸線時(shí)延的時(shí)候（短線情況），近端串?dāng)_的大小和信號(hào)上升時(shí)間有一定關(guān)系。因?yàn)檫@個(gè)原因，定義長(zhǎng)傳輸線的標(biāo)準(zhǔn)為傳輸線的電氣時(shí)延必須大于信號(hào)的1/2上升時(shí)間（或下降時(shí)間），這時(shí)

15、可以得到，近端串?dāng)_的幅度與線長(zhǎng)無(wú)關(guān)（即前向串?dāng)_的飽和），而遠(yuǎn)端串?dāng)_則總是取決于上升時(shí)間和線長(zhǎng)。 應(yīng)該指出的是圖5-9中的公式假設(shè)了受侵害線上的終端電阻與傳輸線完全匹配，消除了不完全匹配的影響。為了重現(xiàn)這些影響，可以使用反射概念來(lái)分析。例如，假設(shè)圖5-17中第一種情況的終端匹配電阻R并不等于受侵害線的傳輸線阻抗（為了簡(jiǎn)單起見(jiàn)，在這里假設(shè)了侵害線的匹配完全），此種情況下，近端和遠(yuǎn)端串?dāng)_值就必須加上各自的串?dāng)_反射電壓。所以，在不完全匹配系統(tǒng)中，串?dāng)_信號(hào)的計(jì)算公式為： 在這里，Vx為不完全匹配情況下調(diào)整后的近端或遠(yuǎn)端串?dāng)_值，R就是終端匹配電阻，Zo 為傳輸線特性阻抗，Vcrosstalk 是通過(guò)圖5-

16、9計(jì)算出來(lái)的串?dāng)_值。 注：如果信號(hào)的上升或者下降時(shí)間小于傳輸線延遲，那么近端串?dāng)_最大幅值與上升時(shí)間無(wú)關(guān)。 如果信號(hào)的上升或下降時(shí)間長(zhǎng)于傳輸線延遲，那么近端串?dāng)_的大小與上升時(shí)間有關(guān)。 遠(yuǎn)端串?dāng)_在任何情況下都和信號(hào)的上升或者下降時(shí)間有關(guān)。 串?dāng)_是由電磁耦合形成的，電磁耦合又可為容性耦合和感性耦合兩種。因此，當(dāng)信號(hào)在通過(guò)一導(dǎo)體傳輸線時(shí)會(huì)通過(guò)兩種方式將能量耦合到相鄰的傳輸線導(dǎo)體上，即容性耦合與感性耦合。為了了解形成遠(yuǎn)端特征和近端特征的根源，我們首先研究容性耦合電流在導(dǎo)線兩端的行為，然后研究感性耦合電流并把這二者相加。圖5-10所示是重新構(gòu)建的僅含互容元件的等效電路模型。在該例中，假設(shè)耦合的長(zhǎng)度大于飽和

17、長(zhǎng)度。我們把上升邊沿看作是動(dòng)態(tài)線移動(dòng)的電流源，所以僅在信號(hào)前沿存在的區(qū)域，才有容性耦合的電流流入靜止線。圖5-10 只有耦合電容的耦合傳輸線等效電路模型決定電流方向的主要因素是噪聲電流所遇到的阻抗。靜止線上的噪聲電流所碰到的阻抗相同，均為50歐姆，則噪聲電流在前向和后向的電流量將相等。靜止線上電容耦合電流環(huán)路的方向是從信號(hào)線到返回路徑。信號(hào)線與返回路徑間的正向電壓將沿著兩個(gè)方向傳播。當(dāng)信號(hào)最初出現(xiàn)在驅(qū)動(dòng)端時(shí)，就有一些容性耦合電流流入靜止線上。一半電流向后流回近端，另一半向前流動(dòng)。流過(guò)靜止線近端的端接電阻的電流是正方向，即從信路徑流回返回路徑。當(dāng)信號(hào)上升沿在驅(qū)動(dòng)端出現(xiàn)，近端噪聲的電壓值從0V開(kāi)始

18、逐步上升。隨著信號(hào)沿沿著傳輸線傳播，后向的容性耦合噪聲電流以恒定的速率持續(xù)流回到近端。當(dāng)前沿傳輸了一個(gè)飽和長(zhǎng)度后，近端的電流將達(dá)到一個(gè)恒定的值。在作用線上的信號(hào)到達(dá)遠(yuǎn)端端接的電阻之后，就沒(méi)有耦合噪聲電流。但是靜止線上仍然有后向電流流向靜止線的近端，這段額外時(shí)間等于時(shí)延TD。近端信號(hào)，容性耦合電流在上升時(shí)間內(nèi)到達(dá)一個(gè)恒定的值，并且保持該恒定的值，持續(xù)2×TD的時(shí)間，然后下降到0。如圖5-11所示。圖5-11 通過(guò)端接電阻，靜止線近端的容性耦合噪聲近端容性耦合電流的飽和值為： 其中，IC 是容性耦合的，靜止線近端的飽和噪聲電流；CmL 是單位長(zhǎng)度的互容；v是信號(hào)傳播速率；V是信號(hào)電壓；1

19、/2 factor是一半的電流流入近端，另一半流入遠(yuǎn)端；1/2 factor是2×TD內(nèi)的后向噪聲因?yàn)榈竭_(dá)靜止線的容性耦合電流與dV/dt成比例，實(shí)際到達(dá)靜止線上的遠(yuǎn)端噪聲，是信號(hào)沿的導(dǎo)數(shù)。如果信號(hào)沿是線性斜率，容性耦合噪聲電流將是短的矩形脈沖，短脈沖持續(xù)時(shí)間與上升時(shí)間相等。在遠(yuǎn)端感應(yīng)的容性噪聲信號(hào)如圖5-12所示。圖5-12 通過(guò)端接電阻，靜止線遠(yuǎn)端的容性耦合噪聲從作用線耦合到靜止線上的電流的總值集中在這個(gè)短脈沖，電流脈沖的幅值，通過(guò)端接電阻，轉(zhuǎn)換為電壓。 其中，IC 是從作用線耦合到靜止線的電流的總和；1/2 factor是流向遠(yuǎn)端的容性電流的一部分；CmL 是單位長(zhǎng)度下的互容；

20、RT是信號(hào)的上升時(shí)間；V是信號(hào)的電壓該式說(shuō)明了遠(yuǎn)端容性耦合電流的幅值與單位長(zhǎng)度的互容，走線的耦合長(zhǎng)度成正比，與上升時(shí)間RT成反比。上升時(shí)間越短，遠(yuǎn)端噪聲電流就越大。與近端的情況不同，遠(yuǎn)端接受的噪聲幅值與耦合區(qū)域的長(zhǎng)度成正比，與上升時(shí)間成反比，在遠(yuǎn)端，容性耦合的電流方向是正方向，即從信號(hào)線到返回路徑，因此通過(guò)端接電阻產(chǎn)生正的電壓。感性耦合電流與容性耦合電流的行為是相似的。這些電流通過(guò)互感，由作用線上的dI/dt驅(qū)動(dòng)，在靜止線上產(chǎn)生電壓，進(jìn)而形成感性耦合電流。作用線上電流的變化是從信號(hào)路徑到返回路徑，沿著傳輸線傳播。這個(gè)電流回路在靜止線上感應(yīng)出一個(gè)電流回路。靜止線上電流回路的方向與感應(yīng)的電流回路的

21、方向相反。靜止線上感應(yīng)的電流回路的方向是從返回路徑到信號(hào)路徑。如圖5-13所示。作用線上的dI/dt在靜止線上感應(yīng)出電壓，反過(guò)來(lái)在靜止線上產(chǎn)生dI/dt，感應(yīng)的電流將沿著靜止線的兩個(gè)方向傳播。圖5-13 作用線對(duì)靜止線感應(yīng)的感性電流示意圖一旦靜止線上感應(yīng)出電流，遇到相同的阻抗，則在靜止線沿兩個(gè)方向傳播的感應(yīng)電流的幅值相同。后向的感性耦合電流與容性耦合電流的幅值相同，當(dāng)驅(qū)動(dòng)端出現(xiàn)信號(hào)，它從0開(kāi)始上升。當(dāng)信號(hào)的上升時(shí)間的延展比飽和長(zhǎng)度長(zhǎng)，后向電流將達(dá)到一個(gè)恒定的值，并保持這一水平。當(dāng)作用線信號(hào)的上升沿到達(dá)遠(yuǎn)端的端接電阻，在靜止線上仍然有后向感性耦合噪聲電流。向前和向后的電流噪聲如圖5-14所示。圖

22、5-14 信號(hào)在作用線上傳播時(shí)，感應(yīng)的向前和向后的感性電流回路前向移動(dòng)時(shí)，感性耦合電流與作用線信號(hào)邊沿的傳播速率相同，而且在每一步，將會(huì)耦合出越來(lái)越多的噪聲電流，所以遠(yuǎn)端噪聲隨著耦合長(zhǎng)度的增加而增加。遠(yuǎn)端的感性耦合電流的形式是上升時(shí)間的導(dǎo)數(shù)，它與信號(hào)的dI/dt成正比。遠(yuǎn)端感性耦合電流的方向是從返回路徑到信號(hào)線，與容性耦合電流的方向相反。因此，在遠(yuǎn)端，容性耦合噪聲與感性耦合噪聲的方向是相反的，凈噪聲將是二者之差。近端串?dāng)_(Near-end crosstalk)：指干擾源對(duì)犧牲源的發(fā)送端產(chǎn)生的第一次干擾，也稱為后向串?dāng)_（Forward Crosstalk）。近端噪聲電壓與通過(guò)近端端接電阻的耦合電

23、流有關(guān)，近端噪聲有四個(gè)重要的特性：1如果耦合長(zhǎng)度大于飽和長(zhǎng)度，噪聲電壓將達(dá)到一個(gè)穩(wěn)定的值。這個(gè)最大電壓幅度被定義為近端串?dāng)_值（NEXT）,如果作用線上的電壓為Va，靜止線上最大后（項(xiàng)）向電壓為Vb, NEXT=Vb/Va，這個(gè)值也被稱為近端串?dāng)_系數(shù)： 2如果耦合長(zhǎng)度比飽和長(zhǎng)度短，電壓峰值將小于NEXT，實(shí)際的噪聲電平是峰值乘以實(shí)際耦合長(zhǎng)度與飽和長(zhǎng)度的比值。例如：飽和長(zhǎng)度是6in，上升時(shí)間為1ns，耦合長(zhǎng)度是4in，近端噪聲是Vb /Va = NEXT×4 in/6 in = NEXT×0.66。圖5-15所示就是耦合長(zhǎng)度為飽和長(zhǎng)度的20到飽和長(zhǎng)度的2倍時(shí)，近端噪聲的電壓電平

24、。圖5-15 耦合長(zhǎng)度變化時(shí)的近端串?dāng)_電壓3近端噪聲的持續(xù)時(shí)間為2TD。4近端噪聲的出現(xiàn)與信號(hào)的上升時(shí)間有關(guān)。對(duì)于近端串?dāng)_，Vb與干擾源信號(hào)的傳輸方向相反,隨著干擾線上的脈沖信號(hào)不斷向遠(yuǎn)端傳輸，串?dāng)_電壓最后在近端疊加，得到的是一個(gè)連續(xù)的、低電平、寬脈沖信號(hào)。當(dāng)TDRT/2時(shí)，該脈沖的寬度為2TD，它與干擾源信號(hào)的脈沖沿?zé)o關(guān)。(TD為傳輸線總延時(shí)，RT為信號(hào)的上升時(shí)間)當(dāng)信號(hào)為線性斜率時(shí)，近端串?dāng)_電壓如圖5-16所示。圖5-16 信號(hào)是線性傾斜時(shí)，近端串?dāng)_電壓的特征NEXT的幅值依賴于互感和互容。由下式?jīng)Q定： 其中，NEXT為近端串?dāng)_系數(shù)；Vb 為靜止線上后向的電壓噪聲；Va 為作用線上的信號(hào)電

25、壓；CmL、LmL 為單位長(zhǎng)度的互容和互感；CL、LL 為單位長(zhǎng)度的電容和電感當(dāng)兩條傳輸線間距減小時(shí)，互容和互感將增加，NEXT也將增加。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)估計(jì)，在噪聲預(yù)算中允許的最大串?dāng)_大約為信號(hào)擺幅的5。如果靜態(tài)線是總線的一部分，則靜態(tài)線近端噪聲可能會(huì)提高到一般情況下的2.1倍。這是靜止線兩邊的相鄰導(dǎo)線和較遠(yuǎn)導(dǎo)線產(chǎn)生的耦合噪聲之和。對(duì)近端串?dāng)_估計(jì)出一個(gè)設(shè)計(jì)規(guī)則，兩線的間距應(yīng)該保證使相鄰走線間的近端噪聲要少于5%/2.1=2%。要達(dá)到這個(gè)要求，信號(hào)走線之間的間距要至少是2倍的線寬。如果相鄰信號(hào)線間的間距大于2倍的線寬，最大的近端串?dāng)_噪聲將小于2的信號(hào)擺幅。圖5-17總結(jié)了在帶狀線和微帶線中，間距分別為1倍線寬，2倍線寬，3倍線寬下的耦合。圖5-17 對(duì)于微帶線和帶狀線，幾個(gè)特殊間距下的近端串?dāng)_系數(shù)遠(yuǎn)端串?dāng)_(Far-end crosstalk)：指干擾源對(duì)犧牲源的接收端產(chǎn)生的第一次干擾，也稱為前向串?dāng)_（Forward Crosstalk）。遠(yuǎn)端噪聲電壓與通過(guò)遠(yuǎn)端端接電阻的耦合電流有關(guān)。遠(yuǎn)端噪聲的四個(gè)重要特性：1 遠(yuǎn)端噪聲起始于TD時(shí)刻，沿著靜止線向遠(yuǎn)端傳播的噪聲與信號(hào)具有相同的速率。2 遠(yuǎn)端噪聲是作為脈沖出現(xiàn)的，是信號(hào)的導(dǎo)數(shù)。耦合電流通過(guò)dV/dt，dI/dt產(chǎn)生。