浅谈串扰溯源，串扰是怎么产生的-电子发烧友网

炯炯有神的眼图突然塌陷，通道中出现诡异误码，致命振铃，为何突然浮现？是谁让信号质量一落千丈？是神秘的诅咒，还是无法逃脱的宿命？恐怖变化的背后究竟隐藏着什么惊人的秘密？！更多内容，欢迎来到本期文章——串扰溯源。

提到串扰，防不胜防，令人烦恼。不考虑串扰，仿真波形似乎一切正常，考虑了串扰，信号质量可能就让人不忍直视了，于是就出现了开头那惊悚的一幕。下面就来说说串扰是怎么产生的。

所谓串扰，是指有害信号从一个传输线耦合到毗邻传输线的现象，噪声源（攻击信号）所在的信号网络称为动态线，被干扰的信号网络称为静态线。串扰产生的过程，从电路的角度分析，是由相邻传输线之间的电场（容性）耦合和磁场（感性）耦合引起，需要注意的是串扰不仅仅存在于信号路径，还与返回路径密切相关。

以两条存在耦合的均匀微带线为例，假设耦合线传输时延远大于信号前沿的空间延伸，先来看看容性耦合噪声的产生过程。相信看过前面两期电容专题文章的各位应该还记得，相邻的两个导体（传输线也不例外）会组成电容，在攻击信号（简化为线性的上升沿）空间延伸区域，变化的电压将产生耦合电流流入静态线。

为了方便分析，将传输线简化为一系列电容。由于耦合电流在静态线上各方向感受到的阻抗相同，于是兵分两路，分别往前、后两个方向等量传播。如下图示，红色为后向电流，流向近端；绿色为前向电流，流向远端，与动态线上攻击信号的传输方向一致。

开始阶段，动态线上攻击信号入射，静态线的近端会同步产生容性耦合电流，即静态线的近端串扰与攻击信号同时产生，从0逐步增加，与此同时，耦合产生的前向电流还未到达远端，所以没有远端串扰产生。攻击信号沿动态线继续传播，上升沿区域产生的后向电流持续流回近端，当上升沿传输一个饱和长度后，近端电流达到稳定值，前向电流与攻击信号继续向远端传播。当攻击信号到达远端端接电阻后，远端串扰噪声同时到达并持续时间RT，此后，虽然不再产生新的耦合电流噪声，但静态线信号路径上仍未到达近端的后向电流还在继续返程之旅，持续时间与传输线时延TD一致，然后下降至0。由于静态线上的容性耦合电流是从信号路径流到返回路径，所以在近端和远端的端接电阻器上均产生正向的电压。

感性耦合的分析思路与容性耦合类似，由于两条耦合传输线之间存在互感，在攻击信号上升沿区域，变化的电流在静态线上产生感应电动势，进而形成感性耦合电流。

分析感性耦合过程的难点在于确定耦合电流的方向，关键是理解楞次定律：“感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通量的变化”，即感应电流的效果总是反抗引起它的原因。好吧，听起来有点拗口，我再重复一遍：吃葡萄不吐葡萄皮，不吃葡萄倒吐葡萄皮。如下图所示，动态线上攻击信号的电流回路是顺时针的，那么在静态线上产生的感应电流的回路将是逆时针的。

回到传输线的零阶模型，简化为一系列的电感。如下图示，红色为后向电流回路，由静态线信号路径流到返回路径，绿色为前向电流回路，从返回路径流到信号路径。前向移动时，感性耦合噪声与攻击信号同步，并且在每一步都会耦合出更多的噪声电流，远端噪声随着耦合长度增加而增大。