近端串?dāng)_的飽和長度

信號(hào)沿著動(dòng)態(tài)線傳輸，不是時(shí)時(shí)刻刻發(fā)生耦合噪聲到相鄰靜態(tài)線上，也就是說當(dāng)電流或電壓是一個(gè)常數(shù)，是不會(huì)產(chǎn)生耦合噪聲的，只有電流dI/dt或電壓dv/dt發(fā)生變化，也就是邊沿跳變區(qū)域，才會(huì)產(chǎn)生耦合噪聲。

雖然耦合噪聲和信號(hào)邊沿跳變有關(guān)，但是耦合到靜態(tài)線的電流或電壓的總量和上升邊Tr無關(guān)，也就是說與dI/dt或dv/dt變化無關(guān)。

容性耦合注入到靜態(tài)線上的電流公式：

感性耦合注入到靜態(tài)線上的電壓公式：

CmL/LmL是單位長度互容/互感， v表示信號(hào)傳輸速度，V表示信號(hào)電壓， I 表示動(dòng)態(tài)線上的電流

由上述公式可以看出，耦合噪聲與互容/互感，信號(hào)電壓和電流以及信號(hào)的傳輸速度這三個(gè)因素有關(guān)。

雖然上升邊和耦合噪聲總量無關(guān)，但是與耦合區(qū)域的長度有關(guān)。當(dāng)信號(hào)進(jìn)入耦合區(qū)域的時(shí)候，從攻擊線耦合到靜態(tài)線的噪聲開始增大，一直增大到最大值，耦合噪聲達(dá)到最大值所經(jīng)過的空間區(qū)域長度，稱之為飽和長度。

近端串?dāng)_的飽和長度

靜態(tài)線上出現(xiàn)耦合噪聲，先是從近端串?dāng)_的噪聲開始，一直增大到信號(hào)上升邊的一半，然后持續(xù)傳輸時(shí)延的兩倍。近端串?dāng)_的飽和長度就是信號(hào)上升邊一半時(shí)間的空間區(qū)域長度，公式如下：

假定上升時(shí)間為0.1ns，由傳輸時(shí)延得出信號(hào)傳輸速度為7.52 in/ns，計(jì)算得出飽和長度為376 mil。

搭建相關(guān)電路進(jìn)行仿真驗(yàn)證：

仿真結(jié)果如下：

耦合區(qū)域長度小于飽和長度的時(shí)候，耦合噪聲的幅值是逐漸增加的，一直增加到最大值。

飽和長度的影響因素

上升邊時(shí)間

從飽和長度公式可以看出，影響近端串?dāng)_飽和的因素之一是信號(hào)的上升邊，修改上升邊時(shí)間，得出仿真波形如下：

仿真結(jié)果可以很直觀地看出，上升邊越長，飽和長度越長。100ps上升邊信號(hào)的飽和長度為376mil，這說明近端串?dāng)_很容易飽和，但是飽和后，噪聲幅值不會(huì)再增加。

線間距的不同

為了驗(yàn)證線間距對(duì)飽和長度影響，選擇2W，3W和4W的三個(gè)類型來進(jìn)行仿真對(duì)比，相關(guān)仿真的結(jié)果如下：

仿真結(jié)果表明：線間距越大，飽和長度越長。

表層和內(nèi)層

從飽和長度可以看出，影響近端串?dāng)_飽和的因素除了信號(hào)的上升邊，還有一個(gè)因素就是信號(hào)傳輸速度。前面內(nèi)容都是基于微帶線來進(jìn)行仿真驗(yàn)證相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，為了驗(yàn)證信號(hào)速度影響飽和長度，將信號(hào)的層面放入內(nèi)層，用微帶線來進(jìn)行仿真。

上升時(shí)間還是為0.1ns，由傳輸時(shí)延得出信號(hào)傳輸速度為6.31 in/ns，計(jì)算得出飽和長度為316 mil。

仿真結(jié)果如下圖：

仿真結(jié)果直觀地顯示，當(dāng)耦合區(qū)域長度為316mil時(shí)，耦合噪聲達(dá)到最大值，也就是說這個(gè)耦合區(qū)域長度為飽和長度。同樣，計(jì)算得出表層和內(nèi)層的飽和長度是不一樣的。為了驗(yàn)證這一結(jié)果，將微帶線和帶狀線的飽和長度放在一起，如下圖，很直觀地看到，曲線是完全重復(fù)的，內(nèi)層的飽和長度是316mil，表層的飽和長度376mil。

總結(jié)來說，同樣的上升邊，因?yàn)樾盘?hào)層面的不同，信號(hào)傳輸速度不同，表層信號(hào)傳輸更快，而內(nèi)層信號(hào)更容易飽和。