丁红 王亚飞

摘 要： 从电磁场理论出发，研究印刷电路板上耦合传输线信道传输矩阵（CTL?CTM）的建立。根据耦合传输线的串扰模型，基于有限元法建立CTL?CTM。利用HFSS软件仿真建立的信道传输矩阵元素，与从电路角度建立的信道传输矩阵元素进行对比，结果表明两者基本一致，验证了从电路角度建立CTL?CTM的准确性和可行性，为基于CTL?CTM进行串扰减小方法的研究奠定了基础。

关键词： 串扰； 耦合传输线； 信道传输矩阵； 印刷电路板； 电磁场； 有限元法； 微带线

中图分类号： TN817?34 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2018）19?0169?04

Abstract： Proceeding from the electromagnetic field theory， the establishment of coupled transmission lines?channel transmission matrix （CTL?CTM） on printed circuit board is studied. In accordance with the crosstalk model of the coupled transmission lines， the CTL?CTM is established on the basis of finite element method. The elements in the established channel transmission matrix are simulated by means of HFSS software， and compared with the elements in channel transmission matrix established in relying on circuit. The results show that the crosstalk curves of the two methods are basically the same， which verifies the accuracy and feasibility of CTL?CTM established in relying on circuit， and lays a foundation for the research of crosstalk reduction method based on CTL?CTM.

Keywords： crosstalk； coupled transmission lines； channel transmission matrix； printed circuit board； electromagnetic field； finite element method； microstrip line

0 引 言

随着互联网和IT产业的快速发展，集成电路在日常生活中变得无处不在，并且不断朝着低功耗、高速化、小型化的趋势演进。与此同时，在高速高密度总线系统中，随着信号频率不断升高、传输线间距不断减小，传输线间的串扰也越来越严重。准确地分析传输线间的串扰是进一步降低串扰、提高传输系统性能的前提条件。

目前，国内外许多学者都是从等效电路的角度进行串扰分析的[1?4]。例如，David A.Hill等人通过终端电压比定义串扰，将传输线间的耦合等效为互感、互容、阻抗之间的关系，通过计算得到各种近似的串扰系数[5]；Eric Bogatin等人用传输线间的分布电感矩阵、分布电容矩阵来计算远端串扰[6]；刘鑫等人从耦合电路的角度进行分析，将传输线模型等效为分布参数电路，根据等效电路中电压和电流之间的关系建立传輸线方程，通过求解得到传输线间的串扰电压响应[7]。文献[8]从电路角度构建了耦合传输线信道传输矩阵，并提出了基于CTL?CTM进行串扰减小的方法。……