在印刷电路板中,引起串音线路通常称为“侵入者”。受串音干扰线路通常称为“受害者”。在任何“受害者”中串音信号都可被分为前向串音信号和後向串音信号,这两种信号部分地由於电容耦合和电感耦合引起。串音信号数学描述是非常复杂,但是,如同湖面上高速快艇,前向和後向串音信号某些量化特徵还是能被人们所理解。 高速快艇对水产生两种影响。首先,快艇在船头激起浪花,弧形涟漪好像随着快艇一起前进;其次,当快艇行驶一段时间後,会在身後留下长长水迹。这很类似於信号通过“侵入者”时,“受害者”反应。“受害者”中有两种串音信号:位於侵入信号之前前向信号,像船头水和涟漪;落後於侵入信号後向信号,像船开远後仍在湖中水迹。 导线间耦合电容决定了前向串音脉冲幅值,而耦合电容是由许多因素决定,例如印刷电路板材料,几何尺寸,线路交叉位置等等。幅值和平行线路间距离成比例:距离越长,串音脉冲就越大。然而,串音脉冲幅值有一个上限,因为“侵入”信号渐渐地失去了能量,而“受害者”又反过来耦合回“侵入者”。 前向串音电感特性当“侵入”信号传播时,它时变磁场同样会产生串音:具有电感特性前向串音。但是感性串音和容性串音明显不同:前向感性串音极性和前向容性串音极性相反。这因为在前进方向,串音容性部分和感性部分在竞争,在相互抵消。实际上,当前向容性和感性串音相等时,就不存在前向串音。 与前向串音不同,後向串音脉冲幅值与线路长度无关,其脉冲持续期是“侵入”信号延迟时间两倍。为什麽呢?假设你从信号出发点观察後向串音,当“侵入”信号远离出发点时,它仍在产生後向脉冲,直到另一个延迟信号出现。这样,後向串音脉冲整个持续时间就是“侵入”信号延迟时间两倍。当你在“受害者”接收端测到後向串音脉冲时,这个串音信号已经经过了“受害者”驱动芯片反射。你可以观察到後向串音信号极性和“侵入”信号相反。数字设计时,你常常关心一些量化指标,例如:不管串音是如何产生,何时产生,前向还是後向,它最大噪声容限为150mV。那麽,存在简单能够精确衡量噪声方法吗?简单回答是“没有”,因为电磁场效应太复杂了,涉及到一系列方程,电路板拓扑结构,芯片模拟特性等等。
|