如果你想在微分对中减少近端信道到信道串扰，使用紧耦合的还是松耦合的微分对更好?花点时间写下你的答案，这样你就不会在阅读这篇文章时更改答案。

在我所有的信号完整性课程中，无论是对专业工程师还是对博尔德CU的研究生，我都问过这个问题，99%的答案都是，“当然，紧密耦合微分对有较少的串扰。这不正是我们想要使用紧密耦合微分对的原因吗?”他们都错了。

相声和边缘场线

串扰的根本原因是来自一条传输线的信号和返回路径的条纹电场和磁场耦合到另一条传输线。图1显示了使用Mentor Graphics HyperLynx制作的两条微带传输线之间的条纹电场线。

图1。两个表面痕迹之间的蓝色条纹电场线。

电场和磁场的耦合加上信号沿攻击线的传播方向的组合，导致了在攻击线上接收到的非常不同的串扰特征，在向后和向前的方向传播。

与攻击信号相比，近端噪声以向后的方向传播，有电场和磁场的贡献。从电路的角度来看，近端噪声是电容耦合噪声和电感耦合噪声的总和。

攻击线和受攻击线之间的条纹场耦合越小，串扰噪声越小。板设计的两个关键特性可以直接影响条纹场耦合。由于边缘场的大小随攻击者边缘的距离而急剧下降，第一个特征是使受害者线远离攻击者线。受害者离攻击者越远，它与攻击者相互作用的边缘场就越少。

但同样重要的是让回程飞机更靠近信号线。这将塑造边缘区域，这样它们就不会分散得那么多。对于相同的边与边间距，更近的返回平面意味着更少的串扰。当然，这也意味着更低的特性阻抗。如果你关心相声，并想要尽你所能减少它，你想要生活在一个尽可能低的特征阻抗，你可以摆脱。

微分对中的串扰

在差分对中，信道间的串扰由差分对中相邻线之间的耦合所支配。图2是两个微分对之间的条纹场线图。

图2。相邻通道之间带有边缘恶魔线的两个微分对的例子。开云体育官网登录平台网址

即使在对1中p和n线之间耦合最紧密的情况下，对1和对2之间的大部分串扰来自相邻线n1和p2之间的耦合。n1和n2之间的耦合小于n1和p2之间的10%。然而，这仍然表明，如果我们使用紧密耦合的微分对，将会有一点从n1到p2和n2的场线的消去。毕竟，有一点不比没有好吗?但这并不是全部。

整个画面

如果我们添加一个约束条件，即我们希望比较相同的100欧姆微分对，具有5 mil宽的迹线，在紧耦合、松耦合或无耦合之间，对于相同的边对边通道分离，就会出现不同的图像。

为了保持相同的100欧姆的微分阻抗，和相同的5 mil宽的线，唯一的设计旋钮补偿时，改变耦合是信号Ines和平面之间的介电间距。

如果我们从一个100欧姆的紧密耦合的带状线对开始，并把线拉得更远的松散耦合，同时保持相同的微分阻抗，介电间距将不得不减小。如果我们减少对中的线与线耦合，我们必须增加线与平面耦合以保持100欧姆。飞机会离信号线更近。在这种情况下，边缘场线应该更多地限制在攻击者信号的附近，从n1到p2通道接收到的噪声将更少。

下面是与直觉相反的部分。在100欧姆的微分阻抗和固定线宽两个约束条件下，当p到n间距增大时，平面间距减小，通道与通道到相邻道的串扰减小。p2和n2上来自n1线的噪声抵消的微小差别被n1和p2之间低得多的耦合完全抵消了。

看这个的方法是用场求解器代入数字。在本例中，我使用Mentor Graphics HyperLynx。图3显示了三种结构的情况，紧密耦合，松散耦合和不耦合对，绘制的比例为100欧姆的微分阻抗和5 mil宽的轨迹。

图3。三种不同情况下的耦合几何，每100欧姆和5 mil宽的线，按比例绘制。

对于这三种不同的配置，当两个通道之间的边与边之间的间距增加时，用二维场求解器计算对1和对2之间的近端差分串扰。开云体育官网登录平台网址对于两个平面间距较大的紧耦合对，从n1线开始的条纹场将比松散耦合对向外延伸得更远。

图4显示了当我们增加通道边缘之间的分离时，近端差分通道到通道噪声的变化情况。开云体育官网登录平台网址对于相同的边到边间距，紧耦合对的串扰比松耦合对的串扰多2倍以上。

在板级使用紧密耦合的差分对不是通过实现更低的串扰或更低的电磁干扰来驱动的。这是由更高的互连密度和最终更低的成本驱动的。更低的损耗、更薄的介电和更低的串扰的要求可能会促使耦合器向松耦合方向发展。

图4。当通道到通道边缘间距增加时，100欧姆，5 mil宽的差分对的最大近端通道到通道串扰。

在比较相同的微分阻抗和相同的线宽的约束下，松散耦合的微分对具有较少的串扰。如果我们只比较一对中不同的耦合器，不改变平面厚度或线宽，紧密耦合对的通道间串扰比松散耦合的通道间串扰略少，但我们将比较100欧姆的微分对和85欧姆的微分对。

无邻面特例

这个例子是一个相邻回程平面的特殊情况。这个平面影响微分阻抗和影响条纹场线的范围。这是板级的情况，其中迹线为微带或带状线。

然而，当没有相邻的返回平面时，从微分对延伸出的条纹场强烈依赖于线的耦合。更紧密的耦合将使条纹场线成为局部的，不会延伸到相邻的通道太远。开云体育官网登录平台网址

在这种情况下，由于没有相邻的返回平面，更紧密的耦合总是会导致更少的通道间串扰。这是连接器，双绞线，带状电缆，通孔，甚至一些铅包的环境。

哪个会导致较低的通道到通道的串扰，紧密耦合还是松散耦合的差分对?这要视情况而定，但现在我们看到了回答这个“视情况而定”问题的决策因素。