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

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。隨sui著zhe切qie換huan速su度du的de加jia快kuai，現xian代dai數shu字zi係xi統tong遇yu到dao了le一yi係xi列lie難nan題ti
，例li如ru：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。

電(dian)磁(ci)波(bo)包(bao)括(kuo)隨(sui)時(shi)間(jian)變(bian)化(hua)的(de)電(dian)場(chang)和(he)磁(ci)場(chang)。在(zai)印(yin)刷(shua)電(dian)路(lu)板(ban)中(zhong)，實(shi)際(ji)上(shang)
，電(dian)磁(ci)場(chang)並(bing)不(bu)限(xian)製(zhi)在(zai)各(ge)種(zhong)布(bu)線(xian)內(nei)，有(you)相(xiang)當(dang)一(yi)部(bu)分(fen)的(de)電(dian)磁(ci)場(chang)能(neng)量(liang)存(cun)在(zai)於(yu)布(bu)線(xian)之(zhi)外(wai)。所(suo)以(yi)，如(ru)果(guo)附(fu)近(jin)有(you)其(qi)它(ta)線(xian)路(lu)，當(dang)信(xin)號(hao)沿(yan)一(yi)根(gen)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。

daoxianjiandeouhedianrongjuedingleqianxiangchuanyinmaichongdefuzhi
，erouhedianrongshiyouxuduoyinsujuedingde，liruyinshuadianlubandecailiao
，jihechicun，xianlujiaochaweizhidengdeng。fuzhihepingxingxianlujiandejulichengbili：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