Crosstalk refere -se ao fenômeno de que a interferência eletromagnética em uma linha de sinal inadvertidamente casal a outra linha de sinal adjacente em um circuito, afetando assim sua transmissão normal de sinal. A diafonia pode causar distorção ou ruído nos sinais nas linhas de sinal adjacentes, afetando assim a integridade do sinal e a operação normal do circuito.
- Tipos de diafonia
1) Crosstalk próximo (próximo):
Crosstalk próximo refere-se ao fenômeno de diafonia que ocorre na extremidade da fonte do sinal. O sinal afeta o sinal na linha de sinal adjacente através do acoplamento eletromagnético, fazendo com que o ruído apareça próximo à porta da fonte de sinal.
2) Crosstalk de extremidade distante (fext):
Crosstalk distante refere-se ao fenômeno de diafonia que ocorre na extremidade do recebimento do sinal. O sinal de ruído aparecerá na porta de recebimento do sinal.
- Como reduzir a diafonia
A pomada máxima permitida é de aproximadamente 5% do balanço do sinal. Para reduzir o impacto da diafonia no desempenho do circuito, as seguintes medidas podem ser tomadas:
1) Aumente o espaçamento entre os caminhos de sinal
Princípio: Aumentar o espaçamento entre as linhas de sinal (de W para 3W) pode reduzir significativamente a interferência de extrema distância (cerca de 65%).
Tradeoff: Embora eficaz, essa abordagem reduz a densidade de interconexão, resultando em aumento da área e custo da diretoria.
2) Reduza o comprimento do acoplamento
Princípio: o ruído de interferência de extrema altura é proporcional ao comprimento do acoplamento. A redução do comprimento do acoplamento pode reduzir efetivamente o ruído de extremidade distante. Por exemplo, quando o comprimento do acoplamento é curto (como 0. 1ns correspondente a um comprimento de linha de cerca de 0. 6 polegadas), a amplitude de ruído de extremidade mais distante pode ser significativamente reduzida.
APLICAÇÃO: Em algumas áreas fortemente acopladas (como sob BGA), mesmo que o acoplamento seja denso, desde que o comprimento do acoplamento seja curto, a interferência de curta distância possa ser controlada.
3) Adicione material dielétrico acima dos fios da camada de superfície
Princípio: Quando o comprimento do acoplamento não pode ser reduzido, os materiais dielétricos (como uma máscara de solda mais grossos) podem ser revestidos acima dos fios da superfície para reduzir o ruído de diafonia de limpeza.
NOTA: Aumentar a espessura do revestimento dielétrico pode causar um aumento na diafonia de curta distância e reduzir a impedância característica da linha de transmissão; portanto, esses fatores devem ser levados em consideração ao adicionar o revestimento.
4) rota linhas sensíveis para linhas de tira
Princípio: A estrutura da microfita geralmente consiste em tiras de condutores, camadas dielétricas e planos de terra. As linhas de microftrip estão localizadas na camada superficial do PCB, enquanto as linhas de strip são incorporadas nas camadas internas do PCB. A estrutura da tira coloca a linha de sinal na camada interna do PCB e a envolve com duas camadas de aterramento, o que pode minimizar o ruído remoto. Como a linha de sinal é cercada por um material dielétrico uniforme, o efeito de acoplamento é significativamente reduzido, portanto o ruído de extremidade distante é menor.
Vantagens: A estrutura da tira pode fornecer desempenho elétrico estável e é especialmente adequado para linhas de sinal sensíveis. Se o ruído distante for um problema em seu design, o roteamento do Stripline é a solução mais segura e eficiente.
Nota: Embora a estrutura da tira seja eficaz, na prática é difícil alcançar a uniformidade completa do material dielétrico. Os materiais dielétricos são tipicamente uma combinação de layup de núcleo e materiais pré -gravadores. Os pré-registros contêm mais resina e normalmente têm uma constante dielétrica menor que a pilha do núcleo, e essa não uniformidade pode levar a pequenas alterações no ruído de extremidade distante.
5) fiação protetora
Efeito de isolamento: a fiação protetora reduz o acoplamento eletromagnético entre os sinais, bloqueando o caminho de propagação dos sinais de interferência, reduzindo assim a diafonia.
Posição e largura: A linha de proteção deve estar o mais próximo possível da linha da vítima e o mais amplo possível para melhorar o efeito de isolamento. Ao mesmo tempo, a largura e o espaçamento das linhas de proteção precisam cumprir as regras de design de PCB.
Conexão elétrica: os fios de guarda geralmente são conectados a um plano de aterramento ou mantidos com um potencial fixo para maximizar a eficácia da blindagem. Se não for fundamentado, formará uma ilha e fortalecerá o efeito de diafonia. Links de vídeo do experimento relacionados.
Supressão de ruído: o sinal oscila nas duas extremidades quando as duas extremidades estão aterradas. A adição de múltiplos "vias de terra" à fiação protetora pode fornecer vários pontos de terra ou pontos de referência em potencial para a fiação protetora. Cada um via conecta a fiação de guarda ao plano do solo, suprimindo e efetivamente a tensão de ruído gerada na fiação da guarda.
6) Use sinais diferenciais
A transmissão diferencial é uma tecnologia de transmissão de sinal mais complexa, mas mais confiável, do que a transmissão de ponta única. Sua característica principal é o uso de duas linhas de sinal para transmitir sinais da mesma amplitude, mas da fase oposta.
A fiação diferencial do sinal pode efetivamente reduzir a interferência eletromagnética, porque as duas linhas de sinal em um par diferencial geram campos eletromagnéticos opostos e cancelam a interferência um do outro.
7) Controle Comprimento do traço
Minimize o comprimento das linhas de sinal e as linhas paralelas para reduzir o impacto da diafonia.
8) fiação de várias camadas
Através do design de PCB de várias camadas, as principais linhas de sinal podem ser colocadas em diferentes níveis para reduzir o acoplamento mútuo entre os sinais.
