I.序文
现在，各种便携式核算设备都使用了密布的印刷电路板(PCB)规划，并运用了多个高速数字通信协议，例如 PCIe、USB 和 SATA,这些高速数字协议支撑高达 Gb 的数据吞吐速率并具有数百毫伏的差分起伏。
侵略(aggressor)信号与受害(victim)信号呈现能量耦合时会发生串扰，表现为电场或磁场搅扰。电场经过信号间的互电容耦合，磁场则经过互感耦合。
方程式(1)和(2)别离是侵略信号对受害信号的感应电压和电流核算公式，方程式(3)和(4)别离是侵略信号和受害信号之间的互电容和互电感核算公式。
图中文字中英对照
nduced voltage on victim :受害信号的感应电压
mutual inductance between victim and aggressor :受害信号和侵略信号间的互电感
transient edge rate of current due to aggressor :受侵略信号影响的瞬态电流边缘速率
induced current on victim :受害信号的感应电流
mutual capacitance between victim and aggressor :受害信号和侵略信号间的互电容
dielectric permittivity :介电常数
overlapped conductive area between victim and aggressor :受害信号和侵略信号间的堆叠导电区域
distance between victim and aggressor :受害信号和侵略信号间的间隔
transient edge rate of voltage due to aggressor :受侵略信号影响的瞬态电压边缘速率
如方程式(1)、(2)、(3)和(4)所示，间隔添加时，受害信号和侵略信号之间的电感和%&&&&&%耦合下降。但是，因为有必要满意便携核算设备规划紧凑的要求，PCB 的尺度有限，添加线间空地的难度很大。
微带线收发穿插布线和带状线收发非穿插布线的办法可缓解串扰或耦合问题。
图1 穿插布线(transmitted pair:发射对;received pair:接纳对)
图2 非穿插布线(transmitted pair:发射对;received pair:接纳对)
当远端串扰(FEXT)远大于近端串扰(NEXT)时适用穿插形式。相反，当近端串扰远大于远端串扰时适用非穿插布线。近端串扰标明受害网络附近侵略信号发射机而形成的串扰，远端串扰标明受害网络附近侵略信号接纳机而形成的串扰。经过剖析侵略信号和受害信号这两个严密耦合信号的 S 参数与瞬态呼应，咱们能够比照微带线和带状线的远端串扰和近端串扰
II. 仿真
图3 和图4 别离是 ADS 中的 S 参数和瞬态剖析仿真模型。图3 中，100Ω差分阻抗和3 英寸长的受害信号和侵略网络信号线对的单模 S 参数经过数学方法转变为差分形式。端口1 和端口2 别离标明侵略信号对的输入和输出端口，而端口3 和端口4 别离标明受害网络信号对的输入和输出端口。侵略信号和受害信号的线对间空地设置为8 mil(1 倍布线宽度)。
图 4 中，中心的传输线标明受害网络信号对，传输线两头均端接电阻。在受害网络信号对上方和下方的传输线中别离注入具有 30ps 边缘速率的方波，以作为侵略信号。
图3:S 参数仿真模型(coupled pairs:耦合对)
图4:瞬态剖析仿真模型(coupled pairs:耦合对)
差分 S 参数 Sdd31 标明近端串扰，Sdd41 标明远端串扰。Sdd31 界说为端口3(受害网络信号输入端)感应电压相对于端口1(侵略网络信号输入端)入射电压的增益比，而 Sdd41 界说为端口4(受害网络信号输出端)感应电压相对于端口1(侵略网络信号输入端)入射电压的增益比。
图5 和图6 是耦合微带线和带状线对的仿真 S 参数。图5 显现，Sdd31 低于 Sdd41,标明运用微带线进行布线的 Sdd41 或远端串扰增益高于 Sdd31 或近端串扰;图6 显现，运用带状线进行布线的 Sdd31 增益高于 Sdd41.
图5:仿真微带线 Sdd31和 Sdd41(FEXT:远端串扰;NEXT:近端串扰)
图6:仿真带状线 Sdd31和 Sdd41(FEXT:远端串扰;NEXT:近端串扰)
图7 和 图8 别离是耦合微带线和带状线对的远端串扰和近端串扰时域瞬态呼应仿真。如图7 所示，当侵略线信号瞬态上升或下降时，微带线布线的受害线的远端感应电压峰值(0.3V)远大于近端峰值(0.05V);图8带状线仿真显现，受害信号线的远端感应电压峰值与近端适当(0.05V)。受害信号的误触发或感应峰值会添加接纳机%&&&&&%(%&&&&&%)噪声裕量超限几率，从而添加比特误差率(BER)。
图7:微带线远端串扰和近端串扰时域呼应仿真(Waveform:波形;Aggressor:侵略信号)
图8:带状线远端串扰和近端串扰时域呼应仿真(Waveform:波形;Aggressor:侵略信号)
为了尽可能下降严密耦合线对之间的串扰，微带线选用收发穿插布线而带状线使用收发非穿插布线是一个更好的挑选。
III. 原型 PCB 丈量
为了验证仿真成果与实践丈量的关联性，咱们需求制造原型 PCB.图9 和 图10 是耦合微带线和带状线的 S 参数丈量成果。如图9 所示，近端串扰低于远端串扰;图10 中，远端串扰低于近端串扰。
图9:微带线的 S 参数丈量成果
图10:带状线的 S 参数丈量成果
图11 和 图12 别离是耦合微带线和带状线对的远端串扰和近端串扰时域瞬态呼应丈量成果。图11 中，侵略线的信号瞬态上升或下降时，受害线的远端感应电压峰值(0.3V)远大于近端峰值(0.1V);图12 中，受害线的远端感应电压峰值与近端峰值适当(0.1V)。
图 11:微带线远端串扰和近端串扰时域呼应丈量成果(nsec:纳秒)
图 12:带状线远端串扰和近端串扰时域呼应丈量成果(nsec:纳秒)
IV. 总结
S 参数和时域瞬态呼应的剖析成果显现：选用微带线收发穿插布线和带状线非穿插布线计划能够最大极限地削减串扰。要完成极高的数据速率，PCB 规划有必要优化信号布线，以保证杰出的信号质量。
