串扰耦合长度-信号与电源完整性分析-优快云博客

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串扰耦合长度-信号与电源完整性分析

电场耦合会产生容性耦合电流，磁场耦合会产生感性耦合电流。

从两种耦合电流产生的机理来看，要产生容性耦合电流，需要一个变化的电压；要产生感性耦合电流，需要一个变化的电流。

当信号沿PCB走线向前传播时，这个变化的电压和变化的电流在传播过程中局限在一个有限的区间内。要理解这种现象必须建立传输线的概念。信号并不是一下子就到达传输线的末端，它在走线中有一个向前行进的过程。信号在PCB走线上向前传播的过程类似于海浪的行进过程，浪头的前端会形成一个斜坡。当t=0时，一个上升沿信号加载到一条走线上，信号上升时间不可能是0，因此在走线的入口处电压需要经过一段时间才能逐渐上升到高电平，电压不会产生突变。当信号加载到传输线上后就会向前传播，无论入口处电压是否达到高电平。当入口处电压从0上升到高电平的这段时间内，信号已经在传输线上向前传播一段距离了。如果信号的传播速度为v，上升时间为Tr，当入口处电压达到高电平时，在距离入口处v•Tr的地方电压刚刚准备上升，PCB走线上长度为v•Tr的一段区间就是信号前沿在空间上的延伸。这样走线上长度为v•Tr的一段区间内，各个点的电压都不同。随着时间的推移，这个区间也会逐渐向远处推进，类似于浪头前面的斜坡。在 t = t1 的时刻，区域 2 中各点电压如图 5-8 所示，在 t = t2 的时刻，这个区间移动到了区域 3。因此，即使走线非常长，走线上电压变化的区间（也是电流变化的区间）也只有v•Tr这么长。

随着信号的前进，电压变化的区间（也是电流变化的区间）长度是不变的，只不过这个区间的位置不断向前推移。对于区域1，由于电压已经稳定在高电平不再变化，相当于这一段的互容上加载的是一个恒定的电压，对于互容来说，电压不变就不会产生电流，因此区域1不会产生容性耦合电流。对于区域4，信号电平还没开始发生变化，也不会产生电流。而区域2和区域3由于电压是变化的，因此会产生容性耦合电流。