串扰：信号传输中的 “不速之客”

在电子信号的世界里，串扰是一个不容忽视的问题。它犹如隐藏在信号传输线路中的 “不速之客”，干扰着正常的信号传递，给电子系统的稳定运行带来诸多困扰。

串扰，顾名思义，是由于线路之间的耦合而引发的信号和噪声传播现象，也被称作 “串音干扰”。在过去的模拟通讯时代，“串音” 这一说法形象地描绘了这种干扰的本质。理想状态下，两根独立的线路（包括 PCB 上的薄膜布线），彼此之间不应产生电气信号和噪声的相互影响。然而，现实情况是，当两根线路呈平行状态时，线间存在的杂散（寄生）电容和互感就会引发干扰，这就是串扰产生的根源，其实质可以理解为一种感应噪声。

从线间耦合的原理来看，主要有两种形式：一是由杂散（寄生）电容引发的电容（静电）耦合，二是由互感引发的电感（电磁）耦合。这两种耦合现象都会导致干扰的产生。为了更直观地理解这一过程，我们可以通过一些示意图和简化的等效电路来展示。例如，在某一特定的布线模式下，从噪声源的布线模式 1 到附近的布线模式 2 会产生噪声电压 Vn，其中涉及到电阻 R、电容 C、互感 M 以及噪声源电压 Vs 和噪声源电流 Is 等因素。

值得注意的是，平行布线是引发串扰的一个关键因素。当线路平行排列时，线间的耦合效应更为显著，从而增加了串扰的可能性。而如果布线采用正交结构，情况则会大不相同。在这种结构下，线间的杂散电容和互感都会显著减少，从而有效降低了串扰的发生几率。

在现代电子设备中，随着信号频率的不断提高和线路布局的日益复杂，串扰问题变得愈发突出。它不仅会导致信号失真，还可能引发误码、通信中断等一系列故障，严重影响电子系统的性能和可靠性。因此，对于工程师来说，在电路设计和布线过程中，充分考虑串扰的影响，并采取有效的措施来减少其干扰，是确保电子系统稳定运行的重要任务之一。这可能包括合理规划线路布局，避免平行布线过长，增加线路间的间距，或者采用屏蔽等技术手段，以降低串扰对信号传输的影响。