当信号沿传输线传播时,信号路径与返回路径之问将产生电场,围绕在信号路径和返回路径周围也有磁场。如图所示,基板材料为FR4的50Ω微带线横截面上的电力线和磁力线,可见,这些场并不仅仅局限于微带线的正下方,而是会延伸到周围的空间。这些延伸出去的场称为边缘场。
图 边缘场
根据电磁场基本理论,变化的电场产生感应电流,变化的磁场产生感应电压。那么,当一个网络(静态网络)的布线进入另一网络(动态网络)的边缘场时,一旦动态网络上的信号电压和电流发生变化,将会引起边缘场的变化,边缘场的变化又将在静态网络上感应出噪声电压或电流,这就是串扰产生的物理根源。
这种两个网络之间通过场相互作用被称做耦合,耦合又可以分为容性耦合和感性耦合,而把耦合电容和耦合电感分别称做互容和互感.
互容和互感都对串扰有贡献,但要区别对待。当返回路径是很宽的均匀平面时,如PCB上的布线,容性耦合和感性耦合大体相当。因此,要精确预测耦合传输线的串扰,两种因素都必须考虑。如果返回路径不是很宽的均匀平面,比如引线,虽然容性耦合和感性耦合也都存在,但串扰主要来自于互感。这时,如果动态网络上有一个快速变化的电流,如上升、下降沿,将会在静态网络上引起不可忽视的噪声。