本文主要是介绍串扰（一），希望对大家解决编程问题提供一定的参考价值，需要的开发者们随着小编来一起学习吧！
一、说明
串扰应该算比较常见的信号完整性问题了，一般是指由于走线较近，传输信号时在临线上产生耦合噪声的现象。串扰的原因是由于电场和磁场的耦合，我们经常用耦合电容和耦合电感模型进行问题分析。
本文是基于被攻击线阻抗匹配的情形下计算的，没有考虑反射问题。
二、电容耦合
1.原因
当一根走线传输电压变换的信号时，周围电场则随之变化，导致相邻走线产生感应电流，引起噪声。这种情况我们常用电容耦合来分析。如下图，两根相邻走线是否就是平板电容呢？
我们提炼出电容耦合的模型：
上图中Cm就是耦合电容，Cg就是对参考面的寄生电容。想象一下，Cg是不是也是对参考面的耦合电容？这里暂不展开了，大家可以考虑一下。
2.计算
为了具体计算容性耦合的大小，这里采样的微分的概念，如下图：
也就是说把信号线拆分成特别短的一小块$$\varDelta$$x，对于变化的电压，感应电流I则有：
令近端串扰电压为Vb，远端串扰电压为Vf（近端串扰在干扰的后方，远端串扰在前方，因此命令为b和f）。则有，
Ib+If=Vb/Z0+Vf/Zf=I
同时又由于近、远端传输线特征阻抗都是Z0，则电流是平均分配的，也就是：
Ib=If
攻击信号电压幅度为V0，信号上升时间为Tr，则电压相对时间的微分就等于V0/Tr：
整理计算公式：
假如耦合传输线长度为L，则远端串扰总大小为：
VF=0.5*Z0*Cm*L*V0/Tr
近端串扰总大小呢，VB就不一定等于VF了，因为VB是有饱和的，也就是随着耦合传输线长度增大，VB是有上限的。原因是随着信号的传输，较远信号又叠加到近端串扰时，较近信号的影响已经过去，不能再叠加了。那最大是多少呢？就是上升时间Tr/2，攻击线上占用Tr/2时间，受害线近端串扰传输占用Tr/2。因此VB最大值为：
VB=0.5*Z0*Cm*Tr/2*Vp*V0/Tr=0.25*Z0*Cm*V0*Vp
其中Vp是指信号传输速度。
我们知道电流I的计算公式为：
I=Q/T=CU/(L/V)=CL*L*U*V/L=CL*U*V
CL的单位长度电容，U是电压，V是信号传播速度；
同时，
I=U/Z
Z=$$\sqrt{L/C}$$
整理公式得，
V=1/(CL*Z)=1/$$\sqrt{L*C}$$
将速度V和阻抗Z代入到本文中，则
Z=$$\sqrt{L0/（Cg+Cm）}$$
Vp=1/$$\sqrt{L0*（Cg+Cm）}$$
整理公式得：
VB=0.25*Cm*V0/（Cg+Cm）=0.25*V0-0.25*Cg*V0/（Cg+Cm）
3.对策
从远、近端串扰公式中我们可以明确得知，远端串扰是随耦合线长度无限叠加的（显示中由于插损的存在不会无穷大），近端串扰是随耦合电容增大而变大，极限大小就是四分之一的V0。
综上，如要改善近端串扰的最大值，只能减小耦合电容，例如增大线间距。如近端串扰没达到最大值，则可以通过减小耦合性长度、增大信号上升时间和减小耦合电容来改善；如要改善远端串扰，则只能减小耦合线长度或者增大信号上升时间。
这篇关于串扰（一）的文章就介绍到这儿，希望我们推荐的文章对编程师们有所帮助！
