完整地平面的串?dāng)_分析

兩個(gè)導(dǎo)體之間的串?dāng)_取決于它們之間的互感和互容。通常在數(shù)字設(shè)計(jì)中，感性串?dāng)_相當(dāng)于或大于容性串?dāng)_，因此在這里開(kāi)始我們主要討論感性耦合的機(jī)制。

關(guān)于集總電路中互感耦合的理論大家可以參考相關(guān)文獻(xiàn)。假定返回信號(hào)電流將會(huì)產(chǎn)生磁場(chǎng)。該磁場(chǎng)反過(guò)來(lái)在其他的電路走線上產(chǎn)生感應(yīng)電壓。

感應(yīng)電壓與驅(qū)動(dòng)信號(hào)的導(dǎo)數(shù)成正比，當(dāng)上升時(shí)間變短的時(shí)候，感應(yīng)電壓將變得非常嚴(yán)重。

因?yàn)榉祷仉娏髅芏纫约昂退嚓P(guān)的局部磁場(chǎng)強(qiáng)度按照式逐漸減少，所以我們猜想，在圖5.4中，當(dāng)逐漸把兩條走線相互移開(kāi)時(shí)，相互的感性串?dāng)_也應(yīng)該逐漸減少。

這里我們用測(cè)量到的噪聲電壓與驅(qū)動(dòng)階躍幅度的比率來(lái)表示串?dāng)_。常數(shù)K取決于電路上升時(shí)間和干擾走線的長(zhǎng)度。K通常小于1。

我們可以用一個(gè)簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)這個(gè)假設(shè)。在圖5.5中配置的走線是26IN長(zhǎng)，中心線之間的距離是0.080IN。它們布放在一個(gè)單面電路板上。該實(shí)驗(yàn)的地平面是緊貼在電路板下面的一張完整的銅板。同時(shí)，在電路板和地層之間插入一片已知厚度的電介質(zhì)。通過(guò)這樣的安排，可以同時(shí)改變驅(qū)動(dòng)和接收到地平面的有效高度。

因?yàn)閱?wèn)題中涉及特性阻抗，比率的大小比絕對(duì)數(shù)值更重要，在這個(gè)例子中，比率D/H決定串?dāng)_。通過(guò)改變走線距地平面的高度，可以控制比率D/H。

圖5.6畫(huà)出了當(dāng)驅(qū)動(dòng)輸入為3.5V的階躍時(shí)，在D點(diǎn)測(cè)量到的階躍響應(yīng)結(jié)果。圖5.6中的距離地平面高度分別為0.010IN，0.020IN，0.030IN，0.040IN和0.050IN。其中最后的走線完全沒(méi)有采用地平面。

圖5.7把測(cè)量到的數(shù)據(jù)匯集成表格，顯示出線路間的互感是比率D/H的函數(shù)，面積作為相互耦合的度量單位。通過(guò)測(cè)量面積，當(dāng)遇到一個(gè)高的回路電感時(shí)，我們可以得到驅(qū)動(dòng)波形的減慢趨向。這個(gè)效應(yīng)在噪聲曲線圖中表現(xiàn)出來(lái)的是高耦合因數(shù)時(shí)噪聲脈沖會(huì)加長(zhǎng)。