原创 Cross-talk再分析

前面分析了串扰的基本原理和简单的仿真，但是看到一些文章写得串扰的波形和前面仿真的结果还是有点不一样，所以在来从仿真的角度更深入的来讨论这个问题

“网际星空”网站的作者有更全面深入的分析，此处将引用一些原作者的思路

一 基本仿真

先用Ansoft Designer 创建一个分析模型，下面简单解释一下这个模型系统：

传输线选用有地参考的耦合线，设置阻抗为70欧姆，信号源可以设置为上升沿或者脉冲信号，两根耦合线的间距可以设置为任意值，传输线长度可以设置为任意值，然后测试输入信号和输出信号以及NEXT和FEXT的信号，观察其波形情况

将信号源设置为一个上升沿为20ps的脉冲信号，加50欧姆终端电阻，我们来看看出来的波形如何

从上面可以看出来，Vo有比较明显的反射信号，这是因为50欧姆的终端电阻和传输线阻抗不匹配，改为70欧姆就可以改善，另外，由于Quiet line 没有放任何终端匹配，所以除了Crosstalk成分外，反射信号占了大部分。

现在将Active line终端电阻改为70欧姆，同时在Quiet line上同样放70欧姆终端电阻

仿真波形如下

可以看出来，Active line(Vo)上面的反射已经基本消除，Quiet line上面也只基本有Crosstalk了，但是falling edge 引起的NEXT看起来还是有反射成分，试试吧Quiet line的终端电阻改为90欧姆，可以得到改善

这样看起来，我们得到的Crosstalk波形和大部分教材里面理论分析的波形并不一样，按照理论分析，NEXT的持续时间应该为2XTD才对(TD为传输线延迟时间), 但是我们的分析里面NEXT的持续时间大概为TD，这个问题也困惑了一段时间，但是明白过来的时候，才恍然大悟，原来也是很简单的问题

我们知道，在大部分的理论分析中，都是假设信号源为一个上升沿，但是我们上面的仿真中，信号源是一个脉冲，也就是说，有一个上升沿，同时也是一个下降沿，所以在分析串扰的时候，也必须考虑这两个沿产生的效应，具体到上面的例子，上升沿和下降沿都会产生一个持续时间为2TD的NEXT，但是方向是相反的，所以中间的相互抵消，就形成了上图那样的NEXT

那么，现在我们把信号源改为一个只有上升沿的信号(上升时间20Ps), 在来看看仿真结果

是不是和理论分析一样了？

同时显示Active line上面的波形看看

这样很方便可以看出来timing 的关系

二 影响因素

大家都知道，对Crosstalk影响最大的因素莫过于线宽了，那么，我们通过波形来看一下，把线宽设置到0.2mm~2.1mm,来看看波形如何

可以看到，0.2mm的时候NEXT为几十mV,FEXT为500mV左右，但是当间距上升为2.1mm的时候，NEXT为300多mV, FEXT 为900mV,看来影响还是挺大的

然后来看看长度对Crosstalk的影响

设置传输线长度从20mm到100mm，来看看对串扰的影响

上图是NEXT的波形，可以看出来，传输线长度的增加并不能改变NEXT的幅度，但是随着长度的增加，NEXT的中间会出现一个台阶，为了分析这个台阶的出处，在看看Vo的波形

Active line 上面的输出波形随着传输线长度增加，也出现这个台阶，我觉得是Quite line 上面的Crosstalk信号对Active line又产生了耦合，形成多次串扰

FEXT的情况有稍许不同，随着距离的增加，FEXT的幅度也在增加，但是当距离达到50mm的时候，FEXT的幅度趋于稳定，但是宽度却开始增大

最后，对于串扰的多次反射，用网际星空网站作者的一张图片来说明

总结：

只要耦合长度可以使NEXT达到稳定平滑值，其耦合长度就和NEXT的幅度没有关系了，所以，NEXT的值取决于线间的距离，减小NEXT的唯一方法就是加大线间距

对于FEXT，在信号开始一段时间后才会有远端噪声，它的出现非常迅速，持续时间很短，但是幅度也很高，除了线间距对FEXT有明显影响外，耦合长度对FEXT也有明显影响，所以减少FEXT可以从减小线间距和减少耦合长度两方面来考虑

思考问题：

如何区分感性耦合和容性耦合？