中心議題：

• 數字係統串音由何引起？
• 前向串音的電容特性

解決方案：

• 通過線路耦合消除

zaigaopindianluzhong，chuanyinkenengshizuinanlijieheyucede

，danshi，takeyibeikongzhishenzhibeixiaochudiao。suizheqiehuansududejiakuai
，xiandaishuzixitongyudaoleyixilienanti，liru：信號反射
、延遲衰落
、串音、和電磁兼容失效等等。當集成電路的切換時間下降到5納秒或4納na秒miao或huo更geng低di時shi，印yin刷shua電dian路lu板ban本ben身shen的de固gu有you特te性xing開kai始shi顯xian現xian出chu來lai。不bu幸xing的de是shi
，這zhe些xie特te性xing是shi有you害hai的de，在zai設she計ji過guo程cheng中zhong應ying該gai盡jin量liang設she法fa避bi開kai。在zai高gao頻pin電dian路lu中zhong
，串chuan音yin可ke能neng是shi最zui難nan理li解jie和he預yu測ce的de，但dan是shi，它ta可ke以yi被bei控kong製zhi甚shen至zhi被bei消xiao除chu掉diao。

1、串音由何引起？

當(dang)信(xin)號(hao)沿(yan)著(zhe)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)的(de)布(bu)線(xian)傳(chuan)播(bo)時(shi)，其(qi)電(dian)磁(ci)波(bo)也(ye)沿(yan)著(zhe)布(bu)線(xian)傳(chuan)播(bo)，從(cong)集(ji)成(cheng)電(dian)路(lu)芯(xin)片(pian)一(yi)端(duan)傳(chuan)到(dao)線(xian)的(de)另(ling)一(yi)端(duan)。在(zai)傳(chuan)播(bo)過(guo)程(cheng)中(zhong)，由(you)於(yu)電(dian)磁(ci)感(gan)應(ying)
，電(dian)磁(ci)波(bo)引(yin)起(qi)了(le)瞬(shun)變(bian)的(de)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)。

diancibobaokuosuishijianbianhuadedianchanghecichang。zaiyinshuadianlubanzhong，shijishang
，diancichangbingbuxianzhizaigezhongbuxiannei
，youxiangdangyibufendediancichangnengliangcunzaiyubuxianzhiwai。suoyi，ruguofujinyouqitaxianlu，dangxinhaoyanyigen導線傳(chuan)播(bo)時(shi)，其(qi)電(dian)場(chang)和(he)磁(ci)場(chang)將(jiang)會(hui)影(ying)響(xiang)到(dao)其(qi)它(ta)線(xian)路(lu)。根(gen)據(ju)麥(mai)克(ke)斯(si)韋(wei)爾(er)方(fang)程(cheng)，時(shi)變(bian)電(dian)及(ji)磁(ci)場(chang)會(hui)使(shi)鄰(lin)近(jin)導(dao)產(chan)生(sheng)電(dian)壓(ya)和(he)電(dian)流(liu)

，因(yin)此(ci)
，信(xin)號(hao)傳(chuan)播(bo)過(guo)程(cheng)中(zhong)伴(ban)隨(sui)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)將(jiang)會(hui)使(shi)鄰(lin)近(jin)線(xian)路(lu)產(chan)生(sheng)信(xin)號(hao)，這(zhe)樣(yang)，就(jiu)導(dao)致(zhi)了(le)串(chuan)音(yin)。

在印刷電路板中
，引起串音的線路通常稱為“侵入者”。受串音幹擾的線路通常稱為“受害者”。在任何“受害者”中zhong的de串chuan音yin信xin號hao都dou可ke被bei分fen為wei前qian向xiang串chuan音yin信xin號hao和he後hou向xiang串chuan音yin信xin號hao，這zhe兩liang種zhong信xin號hao部bu分fen地di由you於yu電dian容rong耦ou合he和he電dian感gan耦ou合he引yin起qi。串chuan音yin信xin號hao的de數shu學xue描miao述shu是shi非fei常chang複fu雜za的de
，但dan是shi，如ru同tong湖hu麵mian上shang的de高gao速su快kuai艇ting，前qian向xiang和he後hou向xiang串chuan音yin信xin號hao的de某mou些xie量liang化hua特te徵zhi還hai是shi能neng被bei人ren們men所suo理li解jie。

高速快艇對水產生兩種影響。首先

，快艇在船頭激起浪花，弧形的漣漪好像隨著快艇一起前進；其次

，當快艇行駛一段時間後，會在身後留下長長的水跡。這很類似於信號通過“侵入者”時，“受害者”的反應。“受害者”中有兩種串音信號：位於侵入信號之前的前向信號
，像船頭的水和漣漪；落後於侵入信號的後向信號
，像船開遠後仍在湖中的水跡。

2、前向串音的電容特性

前向串音表現為兩種相互關聯的特性：容性和感性。“侵入”信號前進時，在“受害者”中產生與之同相的電壓信號，這個信號的速度與“侵入”信號相同
，但又始終位於“侵入”信號之前。這意味著串音信號不會提前傳播，而是和“侵入”信號同速並耦合入更多的能量。

由於“侵入”信號的變化引起串音信號
，所以前向串音脈衝不是單極性的，而是具有正負兩個極性。脈衝持續時間等於“侵入”信號的切換時間。

導dao線xian間jian的de耦ou合he電dian容rong決jue定ding了le前qian向xiang串chuan音yin脈mai衝chong的de幅fu值zhi

，而er耦ou合he電dian容rong是shi由you許xu多duo因yin素su決jue定ding的de
，例li如ru印yin刷shua電dian路lu板ban的de材cai料liao，幾ji何he尺chi寸cun，線xian路lu交jiao叉cha位wei置zhi等deng等deng。幅fu值zhi和he平ping行xing線xian路lu間jian的de距ju離li成cheng比bi例li：距離越長，串音脈衝就越大。然而，串音脈衝幅值有一個上限，因為“侵入”信號漸漸地失去了能量
，而“受害者”又反過來耦合回“侵入者”。前向串音的電感特性

當“侵入”信號傳播時

，它的時變磁場同樣會產生串音：具有電感特性的前向串音。但是感性串音和容性串音明顯不同：前qian向xiang感gan性xing串chuan音yin的de極ji性xing和he前qian向xiang容rong性xing串chuan音yin的de極ji性xing相xiang反fan。這zhe因yin為wei在zai前qian進jin方fang向xiang，串chuan音yin的de容rong性xing部bu分fen和he感gan性xing部bu分fen在zai競jing爭zheng，在zai相xiang互hu抵di消xiao。實shi際ji上shang
，當dang前qian向xiang容rong性xing和he感gan性xing串chuan音yin相xiang等deng時shi，就jiu不bu存cun在zai前qian向xiang串chuan音yin。

在zai許xu多duo設she備bei中zhong
，前qian向xiang串chuan音yin相xiang當dang小xiao，而er後hou向xiang串chuan音yin成cheng了le主zhu要yao問wen題ti
，尤you其qi對dui於yu長chang條tiao形xing電dian路lu板ban，因yin為wei電dian容rong耦ou合he增zeng強qiang了le。但dan是shi，在zai沒mei有you仿fang真zhen的de前qian提ti下xia
，實shi際ji無wu法fa知zhi道dao感gan性xing和he容rong性xing串chuan音yin抵di消xiao到dao何he種zhong程cheng度du。

如果你測到了前向串音
，你就可以根據其極性判別你的走線是容性耦合還是感性耦合。如果串音極性和“侵入”信號相同
，容性耦合占主要地位，反之，感性耦合占主要地位。在印刷電路板中，通常是感性耦合更強些。

後向串音發生的物理理和前向串音相同：“侵入”信號的時變電場和磁場引起“受害者”中的感性和容性信號。但是這兩者之間也有所不同。

最大的不同是後向串音信號的持續時間。因為前向串音和“侵入”信號的傳播方向及速度相同
，所以前向串音的持續時間和“侵入”信號等長。但是，後向串音和“侵入”信號反方向傳播，它滯後於“侵入”信號，並引起一長串脈衝。

與前向串音不同
，後向串音脈衝的幅值與線路長度無關，其脈衝持續期是“侵入”信號延遲時間的兩倍。為什麽呢
？假設你從信號出發點觀察後向串音，當“侵入”信號遠離出發點時，它仍在產生後向脈衝，直到另一個延遲信號出現。這樣，後向串音脈衝的整個持續時間