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当高速信号沿着PCB上的导线进行传输时，实际上按照电磁波的方式传播，即整个传输路径上，能量存在于随时间交替变化的电场和磁场中。然而实际上，按照目前的PCB工艺设计技术，电磁场能量并不限制在传播导线内，有相当一部分电磁场能量存在于导线之外。 所以，附近有其它导体或PCB线路，到高速信号沿着某一根导线传播时，其电场和磁场会通过楼种方式耦合（影响）到其它导体线路内。当这种耦合的电磁场强度达到一定量时，就会使临近的导线上产生无法预期的信号，这样就导致了串扰 。3 T" j8 m/ O4 Y( ^; J
对串扰进行分析时，通常把主动产生信号的信号源和导体称为“入侵者”，即 Agressor；把被耦合仅信号的导体称为“受害者”，即Victim。 X# a. O& @( f6 Z* E
既然串扰是由于变化的电磁场通过耦合的方式引起的，那么必然有两种串扰的耦合模型，即 感性串扰（Inductive Cross Talk）和容性串扰（Capacitive Cross Talk） 。3 k& Z" E" M# T$ o m( ^' C* b
在双线耦合模型中，感性串扰可以这样理解。当入侵者L1上的驱动电流沿着导线传播时，其磁场的变化会引起相邻导体L2上的反向磁场变化，从而在L2上感应出和L1上方向相反的耦合电流I 。不论L1上的信号前沿传输到什么位置，在L2上的感应电流I的性质都不会改变。
, {3 @( v0 D; ^2 n) O 容性串扰是指由两个导体之间的耦合电容引入的。当入侵者L1上的电压发生变化时，L1上传输一个上升沿信号，该上升沿信号经过每个等效耦合电容处，都会在等效电容上引起耦合电流I , I=CdV/dt。而该耦合电流通过耦合电容达到受害者L2时，对于该电流而言是方向相反的两个传输介质，一个是近端 NearEnd 方向，一个是远端 FarEnd 方向。即靠近入侵信号源的那端定义为受害者的近端，相反的另一端即为远端。这样I 就分成两个部分，I=CdV/dt=In+If 。9 U- b# g' c4 D0 l' Y [; x1 y9 h# x
感性串扰和容性串扰在受害者L2上的实际效果分为两种，近端串扰（后向串扰）和远端串扰（前向串扰）。从上分析可知，近端串扰是由 I 和 In 的叠加，由于极性相同，会造成串扰信号的增强；而远端串扰是由 I 和If 的叠加，由于极性相反，会造成串扰信号的减弱。' s% J6 W* O4 Q. v0 q4 p5 o( x
减弱和增强的程度只能定性分析，具体要看耦合的程度。通常设计是做终端和源端匹配。解决串扰问题主要靠这几个方面：/ p1 _% A( b- K. x1 n9 }5 B8 f
1、传输线有连续一致的参考平面；. H# S+ Z5 \; u
2、尽可能是入侵者和受害者传输线具有相同的参考平面和回流路径；
" p. ~2 u0 [4 f0 G; q5 k 3、改变耦合的几何参数，如耦合线长度，线路之间的耦合间距；; a5 z* X3 _8 s7 h( Z) v! x
4、在满足高速信号质量完整性的前提下，利用近端和远端阻抗匹配技术来减弱或消除串扰信号强度来减弱串扰；( {7 }! m# P% y4 X' U9 o2 [- M
5、增大信号的上升沿或下降沿时间，通过减小入侵信号的高频分量的电磁场强度； j: {1 {/ [5 e# t1 s
6、传输线包地处理。
; W8 E- T3 v6 V2 f9 n$ V 简要整理，多多指教 ！. Q R& E6 f; Y- u6 R3 E
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发表于 2011-3-24 10:41
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