容性串扰-信号与电源完整性分析
容性串扰两条走线之间的电容是一种分布电容,为了说明问题,我们用集总模子来近似。把耦合传输线分成很多小段,每一个小段使用一个集总电容代替,如图5-9所示。
对于传输线上的任意一个小段,假设长度为△x,互容为Cm·△x,在信号跳变沿通过这一小段传输线的过程中,这个小电容上的电压不停变化,因此就有电流流过电容,电流可表示为
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电流流入受害线后,由于受害线两个方向上的阻抗相同,因此电流同时向两个方向流动,且大小相等。耦合电流在两个方向上都产生电压。与攻击信号传播方向相同的耦合电流产生的电压称为前向电压,记为https://latex.csdn.net/eq?V_%7Bf%7D。与攻击信号传播方向相反的耦合电流产生的电压称为后向电压,记为https://latex.csdn.net/eq?V_%7Bb%7D。图5-10表现了这种关系。耦合电流可表示为
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假设攻击信号的幅度为Vo,则电压变化率可近似表示为
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以是,式(5-2)可改写为
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又因为两个方向上的耦合电流大小相等,以是
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在https://latex.csdn.net/eq?T_%7Br%7D时间段内,这一小段线上电压持续变化。因而,攻击信号在这一小段线上产生一个时间宽度近似为https://latex.csdn.net/eq?T_%7Br%7D的串扰电压波形。
从整条耦合线来看,脉宽为https://latex.csdn.net/eq?T_%7Br%7D的串扰电压波形沿着受害线向前、后两个方向传播,传播速率与攻击信号传播速率相同。前向串扰电压https://latex.csdn.net/eq?V_%7Bf%7D与攻击信号同步向前传播,攻击信号持续注入电流,https://latex.csdn.net/eq?V_%7Bf%7D不停积累,随着耦合线的长度增加而增加。如果耦合线长度为L,则有
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后向串扰电压情形稍有不同,后向串扰电压传播方向与攻击信号传播方向相反,速率相同。即使耦合线的长度远大于信号前沿空间延伸长度(https://latex.csdn.net/eq?T_%7Br%7D时间内信号传播的距离)时,攻击线能注入电流的时间也只有https://latex.csdn.net/eq?T_%7Br%7D/2,因此后向串扰电压最大值可表示为
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其中,Vp为信号传播速率。又因为
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将式(5-8)和式(5-9)代入式(5-7)中,并设C=https://latex.csdn.net/eq?C_%7Bm%7D+https://latex.csdn.net/eq?C_%7Bg%7D,则后向串扰电压可表示为
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这是后向容性串扰所能到达的最大幅度。
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容性串扰
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