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高頻傳輸線理論(High-Speed Transmission Line Theory)檢測部頻寬及信號完整性術語與說明高頻傳輸線引言：CPU的速率由50MHz以上升到200MHz以上，連I/O週邊的速率也由33MHz提升至100MHz以上。原本扮演連接傳導的銅線、銅箔、導線等變成高頻傳輸線。這些傳線類似天線，會把流經信號的能量耦合或輻射出去，造成電磁串音(訊號線之間的干擾)及EMI(對外界的干擾)、也有阻抗匹配的問題等. . . ，以下將就高頻傳輸線的特性作討論與分析。基本單位1. 介電常數(e，Dielectric Constant): 介電常數定義為電力線密度與電場強度的比值()，在dielectric material(一般用的塑膠)中，介電常數越小，電容的效應越小，電磁波通過的速率越快，量測的方法如下:Dielectric Constant 一些常見物質的介電常數:MaterialDielectric ConstantAir1Glass4-10Oil2.3Paper2-4Polyethylene (PE)2.3Polystyrene (PS)2.6Porcelain5.7Teflon2.1LCP3.2Polyvinyl Chloride (PVC)3.54SPS2.9PCT2.722.87PPS3.83.9TPE2.12.32. Velocity：電磁波在介質內的傳遞速度取決於介質的介電係數permittivity,）及導磁係數（permeability, m）。如下式：在真空中Where & F/m H/m m/s可見電磁波在真空中是以光速在前進。假如電磁波在介質中傳播，我們必需知道介質的相對介電係數（）及相對導磁係數（），以推算電磁波在介質內的傳遞速度。舉例而言，電磁波在SCSI Cable （TPO, = 2.3, =1）內的傳遞速度為3. ave Length：l根據 ，當頻率愈高時，波長愈短。若是實體長度小於1/10波長，則可忽略高頻所帶來的效應。當傳輸線接近1/4波長便會有天線效應產生。4. 導電係數(, conductivity)物質導電的能力，導電係數越大，電阻越小。相當於機械方面的IACS係數。where R=resistance L=conductor lengthA=conductor area一些物質的導電係數MaterialConductivity (S/m)MaterialConductivity (S/m)Silver6.17 * 107Fresh water10-3Copper5.80 * 107Distilled water2 * 10-4Gold4.10 * 107Dry soil10-5Aluminum3.54 * 107Transformer oil10-11Brass1.57 * 107Glass10-12Bronze1 * 107Porcelain2 * 10-13Iron1 * 107Rubber10-15Seawater4Fused quartz10-17High-Frequency EffectsImpedance(阻抗) = Resistance(電阻) + Reactance(電抗)Reactance有兩種： Inductive reactance (XL = L) 感抗 Capacitive reactance (Xc = 1/C) 容抗低頻時：reactance很小，主要是看resistance。因此在直流及低頻時，所量測(譬如用三用電表)到的是電阻。高頻時：resistance很小，主要是reactance(電容及電感的效應)。故在高頻時，reactance就是指阻抗。Ohmic loss在高頻時，電流愈靠近導體周圍流動，稱集膚效應（skin effect），此乃導因在更高頻時，導體中心的inductive reactance增大，強迫電流流向周圍。所以，真正可用的導體面積縮小，導致電阻值增加，損耗增加。集膚深度(Skin depth):一般是指電磁波振幅衰減至0.368倍時的深度(電流密度是表面0.368倍的深度)。TABLE Skin Depth Of Copperfd60Hz8.5mm1kHz2.09mm10kHz0.66mm100kHz0.21mm1MHz2.6mils10MHz0.82mils100MHz0.26mils1 mil = 0.001 inchDielectric loss在低頻時，介質的導電率低，故其流經的電流很小。然而，在高頻時，介質內會被導入電流而有損耗。Radiation loss電磁場散逸在空氣中或介質而損失能量。也就是EMI中的輻射干擾(另一種是經由電流影響其他裝置的傳導干擾)，這能量若耦合到其它裝置就造成干擾。若輻射損耗要小，則shielding要做好。高頻連接器的發展與規畫(一) 電氣特性的量測 目 的:測試產品的電氣特性是否達到客戶的要求主動提供產品的電氣特性資料給客戶 電氣特性:Characteristic ImpedancePropagation DelayCrosstalkSelf-inductance Self-capacitanceMutual-inductance Mutual-capacitanceAttenuationSkew .etc. 量測工具:時域反射儀 ( Time-Domain Reflectometry, TDR )網路分析儀 ( Network Analyzer, NA ) 阻抗分析儀 ( Impedance Analyzer )(二) 等效電路的建立 目 的: 提供連接器的等效電路, 以利客戶使用時的分析與 設計(Design-In) 等效電路:主要是SPICE Model 模擬工具: MicroSim Pspice, 或其它SPICE 的商用軟體 (三) 電磁分析與產品設計 目 的:建立電氣分析與設計的能力, 改進產品的電氣特性分析工具:Ansoft 軟體, 及其它商用軟體, 例如HP-HFSS, Contec, Cadence 軟體流 程:原始設計資料 電磁場 電氣特性(幾何形狀, 材料,等效電路 特性, 輸入, 輸出)(四)電磁干擾(EMI)與電磁相容(EMC)的量測與分析屏蔽效應 ( Shielding effectiveness ) 一些電學的基本元件1.電阻(R), 單位是Ohm_+vitime1.) 阻抗是固定的, 也就是電壓與電流的比值, 就是電阻值R, 與頻率無關。2.) 電壓與電流是同相的(in-phase)。3.) ; L是長度，是導電係數(conductivity)，A是截面積。2.電容(Capacitance, C): 單位是Farady, F_+Vi-Q+Q如果, 則 , , ()1.) 阻抗 (電壓與電流的比值) 是頻率的函數, 頻率愈高阻抗愈小2.) 電壓與電流有一個相位差(out-of-phase), 電壓落後電流90度相位。time3.) 任何兩個金屬之間都存在一個電容。_3.電感(Inductance, L): 單位是Henry, H+Vi如果, 則 , , 1.) 阻抗 (電壓與電流的比值) 是頻率的函數, 頻率愈高阻抗愈大,2.) 電壓與電流有一個相位差，電壓領先電流90度相位。time3.) 任何導體形成一個迴路時都可以是一個電感。4. dB 值dB值的觀念與定義均由 能量(Energy) 或 功率(Power) 的觀點出發 ( Power等於Energy對時間的微分, 或單位時間輸出的能量 )，dB值重要處在於:1. 對數值顯示可以看更廣的範圍。2. 儀器製造商以dB值來表示產品性能。3. 數值的乘除等於用dB值的加減，故用dB值可以方便計算。以上圖為例，某一個功率,Pout, 相對於一個參考輸入功率Pin的dB值等於: ,因此如果Pout是Pin的10倍, Pout的dB值就是10; 如果是100倍, dB值就是20, 如果Pout是Pin的1/10, P的dB值就是 -10; 如果是1/100, dB值就是 -20。就電能而言, 因為電能與電壓V的平方成正比(), 因此Appendix:Basic useful properties of log functions5. 安培定律: 磁場方向: 電流方向當電流在一導體上流動，它周圍的磁場方向可用安培右手定則決定。安培定律說明了時變的電場能感應出磁場。6. 法拉第定律，又稱“感應定律”V: 感應電動勢: 通過loop的磁通量通過loop的磁通量發生變化時，會導致loop上產生感應電動勢V，感應電動勢的大小正比於loop內磁通量對時間的變化率， ，法拉第定律說明了時變的磁場能感應出電場。高頻連接器的電氣特性1. Characteristic Impedance, Z : 特徵阻抗, W2. Propagation Delay, Tpd : 傳遞延遲, ns or ns/cm3. Crosstalk : 串音雜訊, % or dB4. Self Inductance, L : 自感, nH or pH5. Self Capacitance, C : 自容, nF or pF6. Mutual Inductance, Lm : 互感, nH or pH7. Mutual Cpacitance, Cm : 互容, nF or pF8. Attenuation (Insertion Loss) : 衰減, dB9. Shielding Effectiveness : 屏蔽效率, dB10. Clock Skew : 時脈不對稱, ns or ns/cmm: mili, x10-3m : micro, x10-6n : nano, x10-9p : pico, x10-12f : femto, x10-15 K: kilo, x103M: mega, x106G: giga, x109 一個假設性的連接器(For example, PCI connector)電氣規格Item RequirementCharacteristic impedance(1ns rise/fall time) 40W Zo 60WPropagation delay(1ns rise/fall time) 150 psNear-end crosstalk(1ns rise/fall time) 10% Far-end crosstalk(1ns rise/fall time) 5%Self-capacitance 5 pFSelf-inducdance Noise Margin減低，系統抗雜訊的能力減低，電磁場的效應浮現，易造成不穩定。高速數位電路高速數位電路與低頻邏輯電路的最大差異:強調被動元件的行為被動元件包括電路板、連接器、IC封裝，甚至是電路板上的一個穿孔。從電氣特性 (electrical performance) 而言, 一個好的高頻連接器 (high-speed connector) 必須能俱備下列特點 : 1. Connector的特徵阻抗(characteristic impedance)非常接近PC板上信號線(PCB trace)的特徵阻抗, 以使電子信號的反射最小。2. 信號通過connector的所需的時間(propagation delay)必須控制於一定範圍內。3. 信號在通過Connector內二相鄰端子時, 其相互之間的串音雜訊(crosstalk noise)必須最小。 *以上Connector的電氣特性均由端子與端子間的自感(self-inductance), 自容(self-capacitance), 互感(mutual inductance), 及互容(mutual capacitance)決定。波動與波傳現像, Wave or Wave Propagation: 能量經過介質由A點傳遞到B點例子:水波繩波彈簧波彈性波(Elastic Wave)聲波(Acoustic Wave)電磁波(Electromagnetic Wave, EM wave)以繩波為例:波動的幾個重要觀念: 1. 速度, v 2. 阻抗, Z 3. 反射與穿射電磁波的傳遞1. 在真空或空氣中 : = 30 cm/ns2. 在介質中 : e : 介電常數 3. 在傳輸線中 : er : 等效介電常數電磁波在傳輸線(transmission line)中傳遞時, 會因為傳輸線中特徵阻抗(characteristic impedance)的不連續或不匹配(mismatch), 而造成電磁波的部份反射, 產生雜訊(noise), 因此Connector 特徵阻抗的控制相當重要。 電腦, 數位信號 ( Digital Signal, 0與1 ), 與時鐘脈衝(Clock)1. 數位電腦或數位元件是如何工作的 ?傳遞延遲 （Propagation Delay）傳遞延遲為訊號經過待測物所需的時間。介質的介電常數（）與傳播速度息息相關。一般而言，介電常數愈低的介質，訊號傳遞速度愈快，損耗愈小，如FEP cable、Teflon cableFigure. Propagation delay observed by oscilloscope波形不對稱(waveform skew)波形不對稱(clock signal or differential data signal)會成系統內的電子元件不同步工作，造成不可預知的混亂。通常造成skew的主因是佈線路徑差異，不同路徑間會因為時脈信號的傳送路徑與相鄰線路間的互容(mutual capacitance)路徑上的穿孔(vias)、連接器、IC封裝接腳等因素，造成信號的上升時間不同，而有波形不對稱的情形。可用時域反射儀(TDR)或示波器去觀察。Figure. Mask testing on an eye diagram2. 數位信號, Risetime, 與頻寬(Bandwidth)時鐘脈衝(clock signal)的頻率: 66MHz, 100MHz, 120MHz, 133MHz, 200MHz, 266MHz，愈來愈高。給予數位IC一個工作頻率。理想化的數位信號或時鐘脈衝真實世界中的數位信號的上升時間 Risetime, Trise頻寬(Bandwidth): (1.) Rise Time 與 頻寬( Bandwidth, BW) 的關係(Bandwidth : the highest frequency that is significant, 簡單而言就是能確保訊號不變的最高頻率)BW( in GHz) * Risetime( in ns ) 0.35Example : Risetime = 1 ns, Bandwidth = 0.35 GHz or 350 MHzBandwidth = 1 GHz, Risetime = 0.35 ns or 350 ps 對於IC封裝接線、連接器或線纜，決定其所需頻寬是根據時脈(clock)信號的上升時間，而非時脈信號的頻率。頻寬越大，代表更高頻的訊號成份可以存在，使的一個脈波訊號更接近方波=Rise time 減少。頻寬大的傳輸線，代表它可以承載較高頻訊號，有更高的資料傳送量。(2.) PC CPU Clock Frequency 與 Rise time, Bandwidth的關係T = 15 * Rise time T是週期，f是clock frequency。CPU的內部頻率與主機板上的頻率不同，CPU的內頻通常是主機板上的clock frequency再倍頻(x3, x4)上去。BW= 5 * Clock Frequency Example : 133MHz PC 660 MHz 時域, 頻域, 與傅立葉分析 (Time-Domain, Frequency-Domain, and Fourier Analysis)傅立葉分析的基礎:“任何週期性函數,f(t),都可以展開成一連串sin函數和cos函數的疊加”where the expansion coefficients are其中, , T是函數f(t)的週期, wo是f(t)的基本頻率, a1, a2,a3,., 及b0,b1,b2,b3,.等係數稱為f(t)的傅立葉係數, 可以由簡單的積分計算出來。及是函數f(t)的第n階諧波(nth harmonic)。換言之, 一個週期函數可以被改寫成許多諧波的疊加(n=0,1,2,3,4,.), 當n愈大, 此諧波的頻率(nwo)愈高。an 及bn 的絕對值也可以視為是函數f(t)的頻譜成份。通常經過傅立葉分析，可發現偶次諧波大小為零，只剩下奇次諧波。例子: Step Function, T=1, trise = 0.1bo = 0.5b1 = -0.626b3 = 0.182b5 = -0.081b7 = 0.033b9 = -0.0078b11 = 0.0052f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) +0.182cos(3wot) -0.081cos(5wot) +0.033cos(7wot)-0.0078cos(9wot) +0.0052cos(11wot)+.f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) +0.182cos(3wot)f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) +0.182cos(3wot) -0.081cos(5wot)f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) +0.182cos(3wot) -0.081cos(5wot) +0.033cos(7wot)f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) +0.182cos(3wot) -0.081cos(5wot) +0.033cos(7wot)-0.0078cos(9wot) f(t) = 0.5 -0.626cos(wot) +0.182cos(3wot) -0.081cos(5wot) +0.033cos(7wot)-0.0078cos(9wot) +0.0052cos(11wot)頻寬(Bandwidth, BW):對一個時間函數f(t), 它的高頻諧波在某一特定頻率( say, Fo)以上的部份數值很小, 可以忽略不計, 這時, 頻率Fo稱為f(t)的頻寬。Bandwidth:“The highest sine wave frequency component that is significant”“ 不同的 Risetime, trise , 的時鐘脈衝波形俱有不同的頻寬 ”T = 1, trise= 0.04例子:T = 1, trise= 0.1bo = 0.5bo = 0.5b1 = -0.626b1 = -0.635b3 = 0.182b3 = 0.207b5 = -0.081b5 = -0.119b7 = 0.033b7 = 0.08b9 = -0.0078b9 = -0.057b11 = 0.0052b11 = 0.041一階諧波, bo + b1 cos(wot)前五階諧波, bo + b1 cos(wot) + b3 cos(3wot)+ b5 cos(5wot)前三階諧波, bo + b1 cos(wot) + b3 cos(3wot)前九階諧波, bo + b1 cos(wot) + b3 cos(3wot)+ b5 cos(5wot) + b7 cos(7wot) + b9 cos(9wot)前七階諧波, bo + b1 cos(wot) + b3 cos(3wot)+ b5 cos(5wot) + b7 cos(7wot)傳輸線 ( Transmission Line ) 及傳輸線的理論 Transmission Line : 由兩金屬導體(signal & ground)與介電物質構成的信號傳輸線。傳輸線的特性(特徵阻抗, Propagation Delay,etc.)由導體的幾何形狀, 介質的特性 (主要是介電常數, ) 決定。傳輸線的連續電路模型: Distributed Circuit Representation for a Real Transmission Line, or Loosy Transmission Line : 因為信號在傳遞中會衰減。R(電阻) : Resistance, W/mL(電感):Inductance, H/mC(電容): Capacitance, F/mG(電導):Conductance, 1/WmNote: 這裏的R,L,C都是單位長度的電阻, 電容, 電感及電導, 不同 於一般的電阻, 電容, 電感及電導, 注意它們的單位。項目解釋：用電阻來代表轉換為熱的能量損耗，與導體本身與電鍍物質有關。：用電導來表示電流在介電材料內的損耗。：用電感來描述磁能，與導體大、中、長、短、粗、細有關。：用電容來描述電能，與介質的結構，介電常數有關。利用電路學的Kirchhoffs theory，可得到 = =是propagation constant是attenuation constant (NP/m); 與信號衰減有關。是phase constant (rad/m); 與訊號傳遞速度有關。 在傳輸線的任何長度上，高頻電壓與電流的比值固定，稱之為特徵阻抗不同的傳輸線(不同的CABLE，不同的CONNECTOR)會有不同的R、L、G、C參數，這些參數可經由不同材質，結構形狀予以設計調整。此外，訊號在傳輸線內的速度其中 是導體的導磁係數；是介質的介電常數假如知道傳輸線長度(L)，便可得知傳遞延遲(propagation delay, )假設連接器的傳遞延遲出問題而導致訊號不同步或skew，那就要查查是否Housing出問題，是否塑膠起化學變化或介電常數不對。Foxconn PCI ConnectorPropagation DelayPico-secondPPS124.2SPS118.1PCT103.8簡化或理想化的傳輸線: R=0, G=0 Lossless Transmission Line:特徵阻抗: ohmAttenuation Constant: Np/mPhase Constant: rad/m信號傳遞速度: m/sec例: C = 0.86 pF/cm, L = 3.59 nH/cm 則 Zo = 64.6 W (note:) v = =18 cm/ns = 0.6光速(note: ) 平行線阻抗阻抗不匹配的後果1. 訊號反射而導致數位系統判斷錯誤。2. Rise Time愈短（更高速數位系統）時，阻抗不匹配的情形會突顯出來，訊號反射情形更嚴重，電磁干擾（EMI）也隨之而生。3. 訊號傳輸路徑要力求阻抗匹配。譬如 package、connector、trace及cable等。4. 產生駐波。Figure. Error reading owing to reflection傳輸線的阻抗不匹配 (impedance mismatch) 與信號反射 (Reflection)從觀察點A去看波形 = 反射係數,r 可以證明: 由反射信號求知待測物(DUT, device under test)的特徵阻抗-時域反射儀 (Time-Domain Reflectometry, TDR) 的工作原理示波器觀察到的信號 : 由DUT的反射信號中求得反射係數, r =, 因為, 所以求得:例:TDR就是利用反射係數的原理，可將待測物的反射波形直接轉成特徵阻抗後，可在螢幕上讀取數值。如下圖示:利用步階信號的反射波形，可求得特徵阻抗值。然而在短傳輸線(如connector)中，步階訊號的rise time大於訊號走過長傳輸線的時間，所以觀察到的阻抗值隨rise time而變。Eample:Figure. Impedance profile (rise time=35ps & 200ps) of Right-Angle SLOT1 connector利用步階信號的反射波形，可求得特徵阻抗值。然而在長傳輸線(如cable)中，步階訊號的rise time小於訊號走過短傳輸線的時間，所以觀察到的阻抗值不隨rise time而變。Example:ACTUONE TPO 0.025” flat cable, 68 conductors, 30AWG, stranded, 10 feet.Fig. 1 Zprofile of Flat Cable under different rise time (35ps & 1ns)從Y值(左上角)可讀出特徵阻抗是在78.7481.92 ohm這個範圍。Transmission Line (傳輸線) and PCB (Printed Circuit Board)PCB : 二層板 四層板 六層板 設計多層板的意義: 電流迴路面積比單層板小3040倍，所以相對可以有30到40dB以上的EMI改善如何控制PC板上信號線(trace)的特徵阻抗,例如50W ?Transmission Line 的特徵阻抗的計算 :以microstrip 為例:一個粗略的計算公式: 一個例子: 1-oz copper t = 1.4 mil 銅箔厚度 h = 10 mil Trace到Ground的距離 w = 17 mil Trace的寬度 FR-4, er = 4.5 PC板介質的介電常數 Zo = 49.25 WMicrostrip特徵阻抗的較精確計算公式 : Where w, h, t are define in previous figure (page 40). = PC板介電常數 ( 常見的FR-4印刷電路板材料的介電常數，在低頻其值約為4.7+-20%，當進入高頻時，會變成4.5 )eeff = 等效介電常數信號傳遞速度= h=0.1mmh=0.15mmh=0.2mmh=0.254mmPCB 與Connector3W法則2根傳遞訊號的導體若是太接近時，會將已達RF頻率的能量傳到其它信號上，也就是電磁串音(crosstalk)。要減低它的影響，通常要求信號線中心對信號線中心的距離，維持3倍信號線寬度的距離，稱為3W法則，如下圖示。3W法則可保持70%的電場不互相干擾，這法則可適合於高頻電路板及連接器設計。若是導體能間隔大點是更好(若是產品要求輕薄短小則另當別論)。Ground Bounce這是電流開關雜訊的一種，在晶片的package或connector的電源或接地接腳電感存在，若電流突然變化時，接腳上將有電壓差存在( )。此時晶片的接地已不是0V，稱接地反彈（Ground Bounce），接地反彈容易造成訊號準位的誤判。解決方式為1. 減少接腳（package或connector）的電感，譬如將導體弄短、弄粗。2. 在接地處多用幾個貫穿孔連接到地，以並聯減少電感。改良前改良後衰減（Attenuation） 訊號行經連接器或線纜所損失的能量衰減程度衰減量其中series resistance(串聯電阻)：* 隨著高頻下的集膚深度(skin depth)減低，而逐漸升高。* 在同一頻率下，導電係數（）高（或IACS高）則衰減較低。Example: Conductivity:STOL 80 STOL 92 C 172(Beryllium Copper) C 521(Phosphor Bronze) Attenuation (100MHz):STOL 80 STOL 92 C 172 C 521串音雜訊Crosstalk ( or, crosstalk noise )What is crosstalk ?The origin of Crosstalk :the mutual capacitive coupling ( Cm, mutual capacitance) and mutual inductive coupling ( Lm, mutual inductance) between Conductor 1 and Conductor 2. Crosstalk happens when Conductor 1 and Conductor 2 are parallel and close to each other.forward orfar-endbackward ornear-endCmvictim linedriver line or active lineLmCm : mutual capacitance between conductor 1 and conductor 2.Lm : mutual inductance between conductor 1 and conductor 2.Crosstalk 有兩種: 1. forward crosstalk (又稱far-end crosstalk), 2. backward crosstalk (又稱near-end crosstalk).Crosstalk 有兩種: 1. forward crosstalk (又稱far-end crosstalk), Forward crosstalk is measured at receiver end Forward crosstalk is total effect of capacitive coupling minus inductive coupling.2. Backward crosstalk (又稱near-end crosstalk) Backward crosstalk is measured at driver end Backward crosstalk is total effect of capacitive coupling plus inductive coupling. Quantative characterization of Crosstalk : Forward Crosstalk ( Far End Crosstalk ) Backward Crosstalk ( Near End Crosstalk ) 其中 L : Driver line 與Victim line 重疊感應的長度 Kf : 感應係數 Kb : 感應係數Crosstalk的產生原理經的時間，當驅動緣（driven edge）到達X1時，會感應Vb1往N傳遞，並感應Vf1往F傳遞，再過的時間到達X2，又會感應Vb2往N傳及Vf2往F傳。所以在時間處，Vf1及Vf2同時存在故有加成效應。Far-end Crosstalk在處發生就是這原因。而Near-end Crosstalk則是在2時間內都有產生。如下圖示：例: 兩條並排且平行的microstrip lines不同 Risetime, Trise, 下的Backward Crosstalk :不同 Risetime, Trise, 下的Forward Crosstalk :例 : Slot_1 Connector, Signal : groung = 3:1forward crosstalkbackward crosstalk250 mV減少Crosstalk的方法電磁串音（crosstalk）主要是由傳輸線之間的互感及互容造成，降低的方法如下：1. 降低導線與ground plane的距離或是增加signal-ground ratio(connector)。2. 增加導體間的距離。3. 在兩信號線間加上接地屏蔽通路以降低互容。4. 使信號的上升時間(rise time)及下降時間(fall time)增長。5. 傳輸線長短要遠小於波長 (當傳輸線長短接近1/4波長時，傳輸線有天線效應)。6. Cable可弄成雙絞線的形式。7. 減小介質的介電常數()。8. 相鄰層走正交線，避免走平行