两并行传输线之间存在着互容与互感的耦合模型(lumped model)如下所示
, A Z5 [3 j' i0 D5 l 1.电容性耦合与电感性耦合
1.1 Capacitive coupling and coupled current
+ \- m4 b/ S% a+ w( a* z
1.1.1 两相邻的导线(或导体)，如果靠的够近，当一条在线有电压信号的变化，会产生电场对另一线耦合出电流信号变化。由于这是电场的影响，所以可以透过寄生电容(互容, mutual capacitance)模型来解释。
9 N/ M! j e, K$ p: ~" Z0 @4 U7 R4 o ^5 Q( y
1.1.2 只有在active line传递edge所到之处的瞬间(dV/dt arrive)，才会在quiet line产生感应成份(coupled noise, I)。红色表示流往近端的耦合成份，绿色表示流往远程的耦合成份。: e2 N% \" t# W
7 z! h( J/ E- W两线间的耦合效应可以由Fringe Field的分布来完全决定
; ~2 @4 d! [% m' S; k! `0 G* K
+ N; j. w" X" T, ]- E# y
1.1.3 互容与两线的距离直接相关
+ Y) f+ B5 w% H' u对于线宽5mils特性阻抗50欧姆的microstrip，当线距采用1W，互容约0.15pF/in；当线距采用3W，互容约0.0244pF/in；若两线间放一条guard trace则互容降的更低，约只剩0.016pF/in。
* s* {: L; Y+ J9 S# o7 }6 u& e
1.2 Inductive coupling and coupled current
' w6 j8 U9 p1 P' n* b/ ^# ]( |1.2.1 两相邻的导线(或导体)，如果靠的够近，当一条在线有电流信号的变化，会产生磁场对另一线耦合出电压信号变化。由于这是 磁场的影响，所以可以透过寄生电感(互感, mutual inductance)模型来解释。
9 T+ ?* x. W( p. q ]1.2.2 只有在active line传递edge所到之处的瞬间(dI/dt arrive)，才会在quiet line产生感应成份(coupled noise, V)。红色表示流往近端的耦合成份，绿色表示流往远程的耦合成份。
因为是两线之间的互感耦合，在quiet line的耦合电流current loop方向，必定与原active line的讯号current loop反向。
- X, e Y8 J3 ?; T" i5 |5 i7 ]
所以顺着讯号传递方向(forward)的耦合电流，通过terminating resistor产生的电压，会以负的极性出现(凹陷)，但逆着讯号传递方向(backward)的耦合电流，会以正的极性出现(凸起)。
+ D5 g0 I( N) M( g( B% `5 B) X电容性与电感性的近端crosstalk current会呈现同向相加的效应，远程crosstalk current会呈现反向相减的效应。
: s& R# j+ H, U# @1 F' g% C1.2.3 互感除了两线的距离直接相关，还与area of current loop直接相关
/ \% T" M% _8 K
1.3 Common-Impedance Crosstalk
9 x& W: y& f( q8 i. z/ D& r* j
这名辞对SI\IP领域的人来说比较陌生，但在EMC书籍里可以看到。此issue实际电路系统随处可见，所以笔者一定要介绍一下。
+ s0 f- ^& E& P( A; P当系统地回路设计不够理想，比方return path不连续，会造成common-mode current，使得原本两条讯号各自分开走的return current透过同一段Common-Impedance回流，产生共地回路的干扰。
5 a- k5 d' q! P+ J2 N
+ o5 Q/ E- n z7 _/ p改善方法是增加一个良好、完整的地平面，两条线尽量都贴着地平面，让各自的return current都在自己的正下方流动
$ O9 R. k) k+ Z& q
2. 近端耦合与远程耦合
. s4 x; o$ y v
耦合电流(coupled noise current)，往近端或远程流动，主要取决于该电流所感受的阻抗，也就是说：如果耦合电流往近端与远程看到的特性阻抗都是50欧姆，那耦合电流将会等分 成两半往左右两端流动。
( l: q L3 S* m
往近端流动的成份，因为与active signal的传播方向相反，所以能量是在近端持续出现(持续active signal传播时间TD的两倍)。往远程流动的成份，因为与active signal的传播方向相同，所以能量是在远程累加出现(跟active signal同时传播到达)。
, W, ? x! `$ x读者可以好好想一下，为何近端crosstalk noise是持续2*TD的时间长。
. ^% E C7 ?* _9 l6 ]' l/ l a+ f
2.1 电容耦合的Near-end crosstalk (NEXT)与Far-end crosstalk (FEXT)
; ^. v* M" s8 G
电容耦合噪声不管是近端还是远程，都以正电压(凸起)的形式出现，且远程耦合噪声的凸起高度和耦合长度与单位互容成正比。
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6 ~, V# U: o" A. y! a* h
9 H3 c* K4 ~; C. l0 \2.2 电感耦合的Near-end crosstalk (NEXT)与Far-end crosstalk (FEXT)
/ A3 z6 Q0 H5 r' j- I
电感耦合噪声近端以正电压(凸起)的形式出现，但远程以负电压(凹陷)的形式出现，且远程耦合噪声的凹陷深度和耦合长度与单位互感成正比。
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未完待续...
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