当两个共面平行迹线在耦合长度上非常接近地运行时,如图1所示,它们是电磁耦合在一起的。

当两个互补信号传输时,存在由互感和电容量定义的互电磁耦合。这被称为差分信号。微分阻抗,(Zdiff),为一对传输线的瞬时阻抗。

当驱动不同时,每个道的阻抗称为奇模阻抗(Zodd).相反,当每个道以相同的极性驱动时,每个道的阻抗称为偶模阻抗().

微分阻抗是奇模阻抗的两倍:


方程1



Zodd,这些痕迹被认为是不耦合的,不会有相声(XTalk)。特征阻抗(佐薇),等于几何平均值(Zavg)Zodd而且.当Zodd而且是不相等的,会有某种级别的XTalk,取决于跟踪之间的空间。在这种情况下,佐薇近似等于ZavgydF4y2Ba的表达式为:


方程2



相声

生成的XTalk有两种类型;近端(NEXT)或向后XTalk,远端(FEXT)或向前XTalk。


数字1NEXT和FEXT的说明。当攻击信号从3号端口传播到4号端口时,经过一个时延(TD)后,1号端口出现近端XTalk, 2号端口出现远端XTalk。


下一个

参见图1。通过电磁耦合,NEXT电压(Vb)与通过端口1的终端电阻(未显示)的耦合电流有关;当被攻击电压驱动时(弗吉尼亚州)在3号港口。当端口1终止时,后向XTalk系数(Kb)的定义为:


方程3.



地点:

Vb端口1的电压

弗吉尼亚州=攻击者在端口3处的峰值电压


对于高斯阶跃攻击器,NEXT波形的一般特征如图2所示。弗吉尼亚州为图1中3端口处的侵犯者电压。Vb为端口1的NEXT电压。NEXT电压随着攻击器的上升边缘继续增加,直到在攻击器的上升时间后饱和。绿色波形(VaFE)为经过一个时间延迟后端口4的攻击者电压(道明).的持续时间Vb波形持续2道明耦合长度的。


数字2.NEXT电压签名,Vb响应a高斯一步侵略者NEXT的持续时间等于耦合长度的2TD。VaFE是一个TD后显示的侵犯者电压。用Teledyne Lecroy WavePulser 40iX软件进行模拟。


道明等于线性上升时间的一半,则NEXT电压饱和。达到饱和的最小长度称为饱和长度(考试),由[1]给出:


方程4



地点:

考试=近端串扰的饱和长度,单位为英寸

RT=到达的线性上升时间弗吉尼亚州在ns

c=光速= 11.8分秒

Dkeff=迹周围的有效介电常数。


例如,一个线性的信号RT0.1 nsec,使用FR4材料达到1V的攻击电压Dkeff4中,带状线的饱和长度为:


重要提示:在PCB带状线结构中,DkeffDk电介质芯和预浸料的混合物。但在微带中,没有掩焊,Dkeff是混合的Dk的空气和Dk的底物。准确的预测是很难的Dkeff在微带中没有场求解器,但通过[3]可以得到很好的近似:


方程5



地点:

Dkeff女士=微带中痕量周围的有效介电常数

Dk=材料的介电常数

H=介电高度

W=跟踪宽度

t=跟踪厚度


例如,一个线性RT为0.1 ns的信号,要达到侵略者电压为1V和Dkeff女士2.64时,微带的饱和长度为:


如果耦合长度(Lcoupled)小于考试, NEXT电压在小于饱和NEXT电压时达到峰值。实际的NEXT电压,Vb,由耦合长度与饱和长度之比缩放,由[1]给出:


方程6


例如,对于长度为100密耳和饱和长度为295密耳的耦合,NEXT电压将为(100/295)或饱和NEXT电压的33.9%。


NEXT vs带状线的耦合长度

图3绘制了NEXT电压与100 mils、295 mils和590 mils的耦合长度的关系,分别表示小于、等于和大于考试分别。对于用Polar SI9000场求解器建模的耦合带状线几何结构(图3B)Kb是0.065。

在Polar Si9000中模拟每种长度,并将试金石文件导入Keysight PathWave ADS软件中进行进一步分析。结果如图3A所示。


数字3.NEXT电压与带状线中100 mils, 295 mils和590 mils的耦合长度的例子。用Polar Si9000进行建模,用Keysight PathWave ADS进行仿真。


可以看出,使用线性上升时间为0.1 ns、饱和长度为295 mils的1V侵犯器,NEXT电压为63.2 mV,而完全饱和NEXT电压为64.8 mV。当耦合长度为100 mils时,在攻击者上升时间期间,NEXT电压饱和在22.2 mV,而由公式6[1]预测为22.03 mV。