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
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。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。图5-10表现了这种关系。耦合电流可表示为
假设攻击信号的幅度为Vo,则电压变化率可近似表示为
以是,式(5-2)可改写为
又因为两个方向上的耦合电流大小相等,以是
在时间段内,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的串扰电压波形。
从整条耦合线来看,脉宽为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。前向串扰电压与攻击信号同步向前传播,攻击信号持续注入电流,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
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(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/2,因此后向串扰电压最大值可表示为
其中,Vp为信号传播速率。又因为
将式(5-8)和式(5-9)代入式(5-7)中,并设C=+,则后向串扰电压可表示为
这是后向容性串扰所能到达的最大幅度。
容性串扰
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