电感矩阵-信号完整性分析

电感矩阵:

正如电容矩阵用于存储许多信号路径和返回路径的所有电容量,我们也需要一个矩阵存储许多导线的回路自感和回路互感值。需要牢记的是,这里的电感元件是回路电感。当信号沿传输线传播时,电流回路沿信号路径传输,然后立即从返回路径返回。这个电流回路在信号的跳变边沿附近探测回路电感。当然,回路自感与信号路径和返回路径的局部自感及它们之间的互感有关,如下式所示:

其中,L_{loop}表示传输线的单位长度回路电感,L_{self-signal}表示信号路径的单位长度局部自感,L_{self-return}     表示返回路径的单位长度局部自感,L_{mutual}表示信号路径和返回路径之间的单位长度局部互感。

在电感矩阵中,对角线元素是信号路径和返回路径的回路自感,非对角线元素是两对信号路径和返回路径之间的回路互感,它们的单位是单位长度电感量,通常为nH/in。

图10.15所示为前面提到的一组5条微带线的电感矩阵。做出三维图时,回路电感矩阵描绘出了电感的基本性质。对角线元素,即每条导线与其返回路径的回路自感,基本上都相同。两条导线的间距较远时,非对角线元素即回路之间的互感就会迅速下降。

电容矩阵和电感矩阵合在一起,就包含了一组传输线之间耦合的所有基本信息。根据这些值,可以计算出两条或更多条导线之间各种情况下的串扰。据此就能建立SPICE等效电路模型,仿真一组耦合走线的行为。

提示 :这两个矩阵包含了多条传输线之间耦合的所有基本信息。

电感矩阵:

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