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我們在生活中常常遇到一種情況，就是與友人通電話時，發現怎麼電話訊號一直有雜音，霧霧的聲音使你聽不清楚對方在講什麼，但是對方又可以很清晰的聽到你的聲音。其實這代表著你的手機受到外在訊號的耦合干擾，這訊號可以是別人手機的訊號、可以是基地台、可以是一些自然雜訊等等。
這代表著耦合在電子產品設計裡是一個非常大的議題，其產生的影響非常巨大。本系列就來介紹耦合是什麼？如何產生？近端與遠端各是什麼？如何抑制？
耦合是訊號經由介質傳遞的過程。
而耦合又可以分成兩種，一種是設計者故意讓線與線產生耦合(Coupling)，去做出所需要的物件，例如帶通濾波器、耦合器等等。另一種設計者不想要看到的耦合現象稱作串音干擾(Crosstalk)，因為別通道的訊號會傳遞過來，使訊號波型變差，通道線路會有較差的訊號完整性。
串音干擾這個名詞其實源自電話的發展。早期電話設計不周全的緣故，導致在講電話的時候容易聽到其他同時在講電話的人的聲音。(也就是說，很常被竊聽…誤！)
產生串音的要素
上述提到串音指的是設計者不想要的耦合電壓及耦合電流，數學式如下，Vc為耦合電壓、Ic為耦合電流：
從數學來看，我們可以看出耦合產生的成因有二：
其一是因為線路與線路之間具有互感Lm及互容Cm。
其二是因為訊號本身具有時變的特性(
總結來說，時變電流與互感將產生耦合電壓，時變電壓與互容則產生耦合電流。
如果兩線之間沒有互感及互容，自然不會有耦合。
當然，如果沒有時變訊號，耦合也不會產生。
互感
耦合長度
現在我們要建立一個很重要的概念：耦合長度。
我們知道電壓與電流發生時變才會產生耦合。然而訊號的上升時間與下降時間並不會是0，它需要一段短暫的時間讓訊號從低電位充電至高電位或從高電位放電至低電位。且訊號在傳輸線上傳遞時，因傳輸線延遲的現象，使得訊號並不會一下子就到達尾端。
下圖我們可以看出個所以然。步階訊號輸入至傳輸線，在區域一傳輸線在高電位，並沒有產生時變，因此不會有耦合現象產生；當訊號走到區域二，發生時變，產生耦合現象，且耦合的作用時間為此訊號的上升時間t1；下一個時間點，訊號走到區域三，在訊號不發生畸變的前提下，耦合時間一樣是訊號上升時間t2；接著訊號回到低電位，在區域四並不發生耦合。
我們可以得到一個簡單的結論，只有區域二及區域三會產生耦合且在上升時間固定的情況下，耦合的時間永遠保持恆定(t=t1=t2)。
這代表著什麼？代表能產生耦合電壓電流的區域在一段極小的時間內是固定的，且耦合作用的距離也會是固定的！我們稱此距離為耦合長度！
耦合長度Δx可以以下式子表示：
vp為波速、RT是訊號上升時間。
基本上，要產生串音干擾，一定要具備時變與互容/互感，這點我們可以從耦合長度的觀念看出來，實際有效耦合區域並不是正比於線長，而是正比於訊號的時變上升時間，在固定長度下，越快的上升時間，就會有越多的片段耦合長度，耦合能量自然會較強！
Reference：
1. Signal Integrity and Power Integrity – Simplified, Eric Bogatin.
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