炯炯有神的眼圖突然塌陷，通道中出現(xiàn)詭異誤碼，致命振鈴，為何突然浮現(xiàn)？是誰讓信號質(zhì)量一落千丈？是神秘的詛咒，還是無法逃脫的宿命？恐怖變化的背后究竟隱藏著什么驚人的秘密？！更多內(nèi)容，歡迎來到本期文章——串?dāng)_溯源。

提到串?dāng)_，防不勝防，令人煩惱。不考慮串?dāng)_，仿真波形似乎一切正常，考慮了串?dāng)_，信號質(zhì)量可能就讓人不忍直視了，于是就出現(xiàn)了開頭那驚悚的一幕。下面就來說說串?dāng)_是怎么產(chǎn)生的。

所謂串?dāng)_，是指有害信號從一個傳輸線耦合到毗鄰傳輸線的現(xiàn)象，噪聲源（攻擊信號）所在的信號網(wǎng)絡(luò)稱為動態(tài)線，被干擾的信號網(wǎng)絡(luò)稱為靜態(tài)線。串?dāng)_產(chǎn)生的過程，從電路的角度分析，是由相鄰傳輸線之間的電場（容性）耦合和磁場（感性）耦合引起，需要注意的是串?dāng)_不僅僅存在于信號路徑，還與返回路徑密切相關(guān)。

以兩條存在耦合的均勻微帶線為例，假設(shè)耦合線傳輸時延遠(yuǎn)大于信號前沿的空間延伸，先來看看容性耦合噪聲的產(chǎn)生過程。相信看過前面兩期電容專題文章的各位應(yīng)該還記得，相鄰的兩個導(dǎo)體（傳輸線也不例外）會組成電容，在攻擊信號（簡化為線性的上升沿）空間延伸區(qū)域，變化的電壓將產(chǎn)生耦合電流流入靜態(tài)線。

為了方便分析，將傳輸線簡化為一系列電容。由于耦合電流在靜態(tài)線上各方向感受到的阻抗相同，于是兵分兩路，分別往前、后兩個方向等量傳播。如下圖示，紅色為后向電流，流向近端；綠色為前向電流，流向遠(yuǎn)端，與動態(tài)線上攻擊信號的傳輸方向一致。

開始階段，動態(tài)線上攻擊信號入射，靜態(tài)線的近端會同步產(chǎn)生容性耦合電流，即靜態(tài)線的近端串?dāng)_與攻擊信號同時產(chǎn)生，從0逐步增加，與此同時，耦合產(chǎn)生的前向電流還未到達(dá)遠(yuǎn)端，所以沒有遠(yuǎn)端串?dāng)_產(chǎn)生。攻擊信號沿動態(tài)線繼續(xù)傳播，上升沿區(qū)域產(chǎn)生的后向電流持續(xù)流回近端，當(dāng)上升沿傳輸一個飽和長度后，近端電流達(dá)到穩(wěn)定值，前向電流與攻擊信號繼續(xù)向遠(yuǎn)端傳播。當(dāng)攻擊信號到達(dá)遠(yuǎn)端端接電阻后，遠(yuǎn)端串?dāng)_噪聲同時到達(dá)并持續(xù)時間RT，此后，雖然不再產(chǎn)生新的耦合電流噪聲，但靜態(tài)線信號路徑上仍未到達(dá)近端的后向電流還在繼續(xù)返程之旅，持續(xù)時間與傳輸線時延TD一致，然后下降至0。由于靜態(tài)線上的容性耦合電流是從信號路徑流到返回路徑，所以在近端和遠(yuǎn)端的端接電阻器上均產(chǎn)生正向的電壓。

感性耦合的分析思路與容性耦合類似，由于兩條耦合傳輸線之間存在互感，在攻擊信號上升沿區(qū)域，變化的電流在靜態(tài)線上產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，進(jìn)而形成感性耦合電流。

分析感性耦合過程的難點在于確定耦合電流的方向，關(guān)鍵是理解楞次定律：“感應(yīng)電流的磁場總要阻礙引起感應(yīng)電流的磁通量的變化”，即感應(yīng)電流的效果總是反抗引起它的原因。好吧，聽起來有點拗口，我再重復(fù)一遍：吃葡萄不吐葡萄皮，不吃葡萄倒吐葡萄皮。如下圖所示，動態(tài)線上攻擊信號的電流回路是順時針的，那么在靜態(tài)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電流的回路將是逆時針的。

回到傳輸線的零階模型，簡化為一系列的電感。如下圖示，紅色為后向電流回路，由靜態(tài)線信號路徑流到返回路徑，綠色為前向電流回路，從返回路徑流到信號路徑。前向移動時，感性耦合噪聲與攻擊信號同步，并且在每一步都會耦合出更多的噪聲電流，遠(yuǎn)端噪聲隨著耦合長度增加而增大。

盡管分析串?dāng)_現(xiàn)象的時候我們從容性耦合與感性耦合兩個方面分開討論，但實際上兩種耦合是同時發(fā)生的。近端感性噪聲電流與容性噪聲電流的特征類似，方向相同，所以近端的容性噪聲和感性耦合噪聲相疊加，遠(yuǎn)端的容性噪聲和感性噪聲方向相反，凈噪聲是二者之差，最終呈現(xiàn)的形式如下：

近端串?dāng)_電壓幅值：

遠(yuǎn)端串?dāng)_電壓幅值：

其中，Vinput表示動態(tài)線上攻擊信號電壓，CmL和LmL分別表示耦合線單位長度的互容和互感；CL和LL表示信號路徑上單位長度的自容和自感，存在于信號路徑與回流路徑之間；Len表示走線長度；v表示信號傳播速度；RT表示信號上升時間。

編輯：hfy