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如果想從理論(數學)基礎了解crosstalk，建議找EMC書籍；如果您想了解crosstalk對訊號的影響，建議找SI書籍；如果你只想了解PCB上怎麼處理crosstalk，建議找PCB layout書籍。

1. 電容性耦合與電感性耦合
   

   1.1 Capacitive coupling and induced current
   

   1.2 Inductive coupling and induced voltage
   

   1.3 Common-Impedance Crosstalk

2. 近端耦合與遠端耦合
   

   2.1 電容耦合的Near-end與Far-end crosstalk
   

   2.2 電感耦合的Near-end與Far-end crosstalk

3. Crosstalk between differential pair
   

   3.1 Odd mode
   

   3.2 Even mode

4. 導致crosstalk惡化的設計
   

   4.1 Ground plane slot
   

   4.2 地迴路不連續
   

   4.3 Differential pair設計不對稱

5. 改善crosstalk的方法
   

   5.1 改善走線間的crosstalk
   

   5.2 改善via的crosstalk

6. 問題與討論
   

   6.1 NEXT, FEXT的串擾係數是如何定義?又為何前者不具單位?

   6.2 FEXT為何一般看到都是[凹陷]的induced noise，電容耦合的FEXT成份哪去了?

   6.3 FEXT是[累加]induced noise在T_D時間同時到達，所以FEXT一定會比NEXT嚴重? 

   6.4 有沒有更多關於NEXT, FEXT，透過Designer circuit做的範例與說明可供初學者練習?

7. 參考資料

兩平行線之間存在的互容與互感耦合模型(lumped model)，可以如下所示：[5]

1. 電容性耦合與電感性耦合  

1.1 Capacitive coupling and induced current

兩相鄰的導線(或導体)，如果靠的夠近，當一條線上有電壓的變化，會產生電場對另一線耦合出電流變化。由於這是電場的影響，所以可以透過寄生電容(互容, mutual capacitance)模型來解釋。

在active line傳遞前緣(edge)所到之處的瞬間(dV/dt arrive)，會在quiet line產生感應電流(induced current, I)。下圖紅色箭頭表示流往近端的耦合成份(Near-end crosstalk, NEXT)，綠色箭頭表示流往遠端的耦合成份(Far-end Croeetalk, FEXT)。

而兩線間的耦合效應可以由電場的分佈來決定，如下圖所示：

互容與兩線的距離直接相關

對於線寬5mils特性阻抗50歐姆的microstrip，當線距採用1W，互容約0.15pF/in；當線距採用3W，互容約0.0244pF/in；若兩線間放一條guard trace則互容降的更低，約只剩0.016pF/in。

1.2 Inductive coupling and induced voltage

兩相鄰的導線(或導体)，如果靠的夠近，當一條線上有電流的變化，會產生磁場對另一線耦合出電壓訊號變化。由於這是磁場的影響，所以可以透過寄生電感(互感, mutual inductance)模型來解釋。

在active line傳遞前緣(edge)所到之處的瞬間(dI/dt arrive)，會在quiet line產生感應電壓(induced voltage, V)。紅色表示流往近端的耦合成份(NEXT)，綠色表示流往遠端的耦合成份(FEXT)。

因為是兩線之間的互感耦合，在quiet line的耦合電流current loop方向，必定與原active line的訊號current loop反向。

所以順著訊號傳遞方向(forward)的耦合電流，通過terminating resistor產生的電壓，會以負的極性出現(凹陷)，但逆著訊號傳遞方向(backward)的耦合電流，會以正的極性出現(凸起)。

電容性與電感性的近端crosstalk induced current會呈現同向相加的效應，遠端crosstalk induced current會呈現反向相減(抵銷)的效應。

互感除了兩線的距離直接相關，還與area of current loop直接相關

1.3 Common-Impedance Crosstalk

這名辭對SI\IP領域的人來說比較陌生，但在EMC書籍裡可以看到。此issue實際電路系統隨處可見，所以筆者一定要介紹一下。

當系統地迴路設計不夠理想，比方return path不連續，會造成common-mode current，使得原本兩條訊號各自分開走的return current透過同一段Common-Impedance迴流，產生共地迴路的干擾。

改善方法是增加一個良好、完整的地平面，兩條線盡量都貼著地平面，讓各自的return current都在自己的正下方流動，這樣就不會往旁邊其他地方擴散影響別人。

2. 近端耦合與遠端耦合  

耦合電流往近端或遠端流動，主要取決於該電流所感受的阻抗，也就是說：如果耦合電流往近端與遠端看到的特性阻抗都是50歐姆，那耦合電流將會等分成兩半往左右兩端流動。

往近端流動的成份，因為與active signal的傳播方向相反，所以能量是在近端持續出現(持續active signal傳播時間T_D的兩倍)。往遠端流動的成份，因為與active signal的傳播方向相同，所以能量是在遠端累加出現(跟active signal同時傳播到達)。

讀者可以想一下：為何NEXT會正好是持續2*T_D的時間長? (就當是homework, 想通才算真的有理解喔)

2.1 電容耦合的Near-end crosstalk (NEXT)與Far-end crosstalk (FEXT)

電容耦合雜訊不管是近端還是遠端，都以正電壓(凸起)的形式出現，且遠端耦合雜訊的凸起高度和耦合長度與單位互容成正比。

2.2 電感耦合的Near-end crosstalk (NEXT)與Far-end crosstalk (FEXT)

電感耦合雜訊近端以正電壓(凸起)的形式出現，但遠端以負電壓(凹陷)的形式出現，且遠端耦合雜訊的凹陷深度和耦合長度與單位互感成正比。

3. Crosstalk between differential pair  
   3.1 Odd mode
   3.2 Even mode

4. 導致crosstalk惡化的設計  
   4.1 Ground plane slot
   4.2 地迴路不連續
   4.3 Differential pair設計不對稱

5. 改善crosstalk的方法  

5.1 改善走線間的crosstalk

Trace Space 3W rule or 6H rule ? 3W is good enough for 50 Ohm microstrip line, but not for 130~140 Ohm microstrip.

以一條線寬5mils，特性阻抗為50歐姆的microstrip為例，模擬不同線間距的far-end crosstalk，得到下表數據：2W get -2.2%，3W get -1.5% (負表示電壓波形下陷)

以一條線寬5mils，特性阻抗為50歐姆的microstrip、stripline為例，模擬不同線間距的near-end crosstalk，得到下表數據：2W get 1.9%，3W get 1.0% (正表示電壓波形凸起)

5.2 改善via的crosstalk

6. 問題與討論

6.1 NEXT, FEXT的串擾係數是如何定義?又為何前者不具單位?

Ans：一般文獻或學校教授講義所描述的NEXT, FEXT串擾係數K定義[4][5]

而ANSYS SIwave Crosstalk Scanner Application Note所描述的NEXT, FEXT串擾係數K定義[6]，適合於PCB快速檢查，但其存在"weakly coupled T-line"假設前提。

• FEXT與原激勵訊號的上升時間呈反比，與傳輸線的耦合長度呈正比，所以K_FEXT的單位是ns/m

V_FEXT=K_FEXT*(length/rising time)*1V

• NEXT由於不像FEXT會與耦合長度相關，所以K_NEXT可以理解成就是電壓比值，沒有單位

V_NEXT=K_NEXT*1V

也可以從K_NEXT定義的公式去推出分子項與分母項，單位相同可相銷 。

6.2 FEXT為何一般看到都是[凹陷]的induced noise，電容耦合的FEXT成份哪去了?

6.3 FEXT是[累加]induced noise在T_D時間同時到達，所以FEXT一定會比NEXT嚴重?

Ans：瞭解以下幾件事，就自然理解以上兩個問題

1. 電容性耦合產生的遠端雜訊是正電壓(凸起)，但電感性耦合產生的遠端雜訊是負電壓(凹陷)，兩者在遠端會部分抵銷。

2. 大部分實際走線的情況，FEXT都是凹陷的。因為互感的大小還與迴路面積相關，互感值遠大於互容值，互感的影響大過互容值，所以兩者所產生的耦合電流相互抵銷後，在遠端通常只看到由電感性耦合所產生的noise

3. 確實大多數的情況下FEXT比NEXT嚴重 (refer to here)

6.4 有沒有更多關於NEXT, FEXT，透過Designer circuit做的範例與說明可供初學者練習?

Ans：請參閱本站Designer \ Lesson04 : Crosstalk and Reflection

7. 參考資料 

[1] Jun Fan, " Far-End Crosstalk", EMC Newsletters, Summer 2011, Design Tip

[2] Jun Fan, "Crosstalk Estimation for Stripline Traces Crossing a Slot", EMC Newsletters, Spring 2011, Design Tip

[3] Kyoungho Lee, A Serpentine Guard Trace to Reduce the FEXT and the Crosstalk Induced Jitter", IEEE Transactions on Advanced Packaging, 2009

[4] Crosstalk coefficient formula

[5] eele461_module_05.pdf - EE261 Lecture Notes (electronic) (推薦)

[6] ANSYS R17 SIwave Crosstalk Scaner Application Note