从一点一滴开始——信号完整性之串扰

zhuanzhibo · 发表于 2012-10-7 09:16

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我们知道，当两条传输线相邻的时候，动态线会对静态线进行攻击，使之产生耦合噪声。我们把离信号“源端”较近的静态线的一端成为“近端”（也称为传输线传输方向的“后方”），将较远的一端称为“源端”（也称为传输线传输方向的“前方”）。
利用相关测量仪器对近端和远端进行测量发现，近端噪声迅速上升到一个固定值，并维持约为两倍的耦合长度所产生的时延的时间，称为“近端串扰”（NEXT）。而远端则在信号开始一段时间后才产生噪声，出现十分迅速，但维持时间短暂，脉冲宽度为信号上升时间，称为“远端串扰”（FEXT）。

为什么会出现这种情况呢？

如上图所示，我们主要研究容性耦合电流，动态信号的上升沿带动静态信号线产生耦合电流，从“源端”开始，信号“上升沿”产生的那一刻起，假设上升沿传输了δx的距离，所产生的时延为δt，经过耦合电容，静态线产生耦合电流，分成两部分（远端电流和近端电流），近端电流同样也要传输δx，所产生的时延为δt才能回到“近端”，若δt趋近于0，则近端电流在很短的时间就开始产生，若δt趋近于时延TD，则近端电流最后消失时间为2TD，于是，得出结论——近端电流从信号产生的那一刻起就跟随产生，并能维持2TD时间。
而远端电流呢，如图所示，每经过一个耦合电容就产生一个远端耦合电流。由于静态线和动态线的电流传播速度相同，于是所产生的远端耦合电流就跟随信号向远端传播，并逐步叠加，最终经过TD时间在远端汇合。通俗的来讲，近端串扰“细水长流”一直维持着每一部分的串扰电流直到动态线完成传输，远端串扰“厚积薄发”，经过重重叠加终于在远端有所爆发，但是两者对时间的积分应该是一样的。
另外，如下图为感性耦合电流的示意图，其近、远端电流位置及时间和叠加性和容性耦合电流一样，只是有一点不同，但恰恰因为这点的存在，我们可以消除远端串扰——感性耦合电流形成的是一个环流，对于远端来说，容性耦合电流为向远端推进，而感性耦合电流将其向近端推进，于是，在远端容性耦合噪声和感性耦合噪声的方向是相反的，静噪声为两者之差。