圖1 互連線上的反射現象

其等于互連線特性阻抗在它與源內阻的分壓，如式(1)，

如果互連線終端接到一個與互連線特性阻抗（）精確匹配的阻抗，那么互連線上的電壓保持為，直到發送器件再次發送信號。而如果互連線終端所接阻抗不為，而為，則傳輸到終端的信號一部分端接到地，而其余的部分將朝發送器件方向反射。反射信號分量的多少取決于負載端反射系數.

于是，初始入射電壓達到終端時，信號的一部分,將返回發送器件，并與入射電壓疊加，這時負載端的電壓為+，如果反射分量達到發送器件，發現源內阻也與特性阻抗不相等（匹配），會被再一次的反射，反射信號的多少取決于源端反射系數.

這時源端的電壓則變為+++反射會在互連線上不斷地進行，直到達到穩定，源端和負載端的穩定電壓都為，

格形圖是在源內阻和端接負載都為線性時理解反射產生機理的一種方法。如下圖所示

如圖中，左邊豎線代表互連線的源端，右邊豎線代表負載端，而兩條豎線之間的斜線代表信號在源端和負載端來回反射，圖中自頂向下，表示時間的增加，相鄰時刻之間的時間增量等于互連線的延遲。另外，圖中兩豎線頂端標有相應的反射系數，小寫字母表示互連線上傳播的反射信號大小，包括從源端和從負載端反射回的，大寫字母代表源端的電壓，帶撇的大寫字母表示負載端的電壓。

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串擾參數

串擾是指當信號在傳輸線上傳播時，因電磁耦合對相鄰的傳輸線產生的不期望的電壓噪聲。串擾是由電磁耦合引起的，耦合分為容性耦合和感性耦合兩種。容性耦合是由于干擾源（Aggressor）上的電壓變化在被干擾對象（Victim）上引起感應電流從而導致的電磁干擾。而感性耦合則是由于干擾源上的電流變化產生的磁場在被干擾對象上引起感應電壓從而導致的電磁干擾。因此，信號通過一導體時會在相鄰的導體上引起兩類不同的噪聲信號：容性耦合信號和感性耦合信號。

串音主要分為近端串音和遠端串音兩大類;它們的峰值定義為,近端串音係數NEXT和遠程串音係數FEXT;其中Vin為動態線中信號電壓;Vnear和Vfar為靜態線上近端和遠端測得的串音電壓.

計算公式如下(串音—Cross Talk 單位—dB)

一對訊號線傳輸時的高頻電容電感效應與 Impedance匹配效應，產生對相鄰訊號線造成的干擾現象。

NEXT(Near End Cross Talk)---近端串音，發生在傳輸源一端的串音現象

FEXT(Far End Cross Talk)---遠端串音，發生在接收一端的串音現象

dB=20 Log(V1/V0)

V1-相鄰訊號線檢出電壓

V0-原訊號源輸出電壓

兩線路之間互相干擾的電磁雜訊，一般會隨著頻率之昇高而增加。

其量測可以NA或TDR來量測，其計算公式如下：

如果Xtalk數值越趨近于0 dB(or近100%)時，表示雜訊干擾的情況越嚴重，反之，Xtalk dB數值越大(or近0%)時，表示雜訊干擾的情況越少

實際量測中的串音測試圖形

SSN（同步開關噪音）

開關噪音由差分對間的感性耦合引起,當傳輸線上電流變化時,會在鄰近的傳輸線上耦合出感 應電壓,并激起感應電流,對鄰近傳輸線上的信號產生干擾.

解決方式：

由于差分信號的特性,可以激勵差分對進入奇模模態,在此模態下, 差分對本身對耦合噪音有很好的抑制作用.另外可以通過對線包鋁箔屏蔽來減弱對其他鄰近差分對的干擾.

在高頻通信中,我們更關心的是串音干擾而不是SSN；串音干擾是相鄰傳輸線對內或對間由于寄生電感,電容耦合產生的噪音；對傳輸線上的信號影響很大；必須加以控制；否則會引起信號波形的嚴重失真,導致接收端誤判斷.

串音產生原理

串音干擾可以從電容電感耦合角度去理解,也可以從差分信號和共模信號分量角度去理解.

耦合角度描述：

當動態線上有信號通過時,在信號的上升延區域(即電壓電流變化的區域).由于線對間的互感和互容的耦合作用，在靜態線上將感應出電流,由于噪音電流在靜態線上每個方向上感受到的阻抗都相同,所以前向和后向的電流量將相等. 其中一半向后流回到近端,產生近端串音;另一半向前流動到遠程,產生遠程串音.

舉例分析串音產生的機理和改善方式

管道裡的水向前流,過程中由于管道孔徑或管道有凸起物等諸多因素讓水流的速度發生有不穩定的現象,但是當到達終點接收端后,有個穩定的接收后,其輸入的水流將達到一個穩定狀態,但是在過程中仍有由于遇到障礙而往后流的水流向供水端,這段額外的阻止時間為延時TD,近端串音就是水流從不穩定額外的阻止時間并持續2*TD的時間，如下圖解說：

當兩條傳輸線靠近時，互容和互感將增加，從而使NEXT增加）近端串音：

當信號前沿傳輸了一個飽和長度后,近端的電流將達到一個穩定值；而當動態線上的信號到達遠端端接電阻后；就不再有耦合噪音電流,但是靜態線上還有后向電流流向靜態線的近端,這段額外時間等于時延TD.；近端串音就是耦合電流上升到一個恒定值并持續2*TD,然后下降到0,其中上升時間等于信號的上升時間，如下圖解說

遠程串音：耦合到靜態線上前向傳播的噪音,移動速度與動態線上的信號前沿向遠端傳播的速度相同.在靜態線上的每一步,一半噪音電流會迭加在已經存在的沿線噪音上.直到信號前沿到達遠端,才有電流出現.即信號達到遠端時,遠端噪音同時到達.因此遠端噪音電流為一個很短的負向脈衝,持續時間等于信號的上升時間TD.近端和遠端串音的特徵,決定了遠端串音將在高頻率段產生很大威脅,而近端串音則在中頻率段影響較大.

從差分信號分量和共模信號分量角度描述:

近端串音：

差分信號分量和共模信號分量在差分對上所感受到的阻抗不同,這 一阻抗上的差異將導致,靜態線產生近端串音.若阻抗上的這一差異越大則NEXT將越大.

遠程串音：

由于共模信號分量和差分信號分量電力線分佈不同,所感受到的有效介電係數不同,導致它們的傳播速度不同.差分信號分量將先到達遠端,而共模信號分量稍晚點到達遠端.它們的差值將導致遠程串音,若這一速度差異越大將導致遠端串音能量越大,FEXT越大；串音干擾由于相鄰線間的耦合產生.耦合度越高,串音干擾越大;頻率越高,串音干擾越大;電容穩定性越差,串音越嚴重;此外,低特性阻抗有利于低串音,絕緣材料介電係數越小,串音越低。

審核編輯：劉清