Crosstalk mengacu pada fenomena bahwa gangguan elektromagnetik pada saluran sinyal secara tidak sengaja berpasangan ke garis sinyal lain yang berdekatan dalam sirkuit, sehingga mempengaruhi transmisi sinyal normal. Crosstalk dapat menyebabkan distorsi atau kebisingan pada sinyal pada garis sinyal yang berdekatan, sehingga mempengaruhi integritas sinyal dan operasi normal sirkuit.
- Jenis Crosstalk
1) Crosstalk dekat-end (berikutnya):
Crosstalk dekat-ujung mengacu pada fenomena crosstalk yang terjadi pada ujung sumber sinyal. Sinyal mempengaruhi sinyal pada saluran sinyal yang berdekatan melalui kopling elektromagnetik, menyebabkan noise muncul di dekat port sumber sinyal.
2) Far-end crosstalk (fext):
Far-end crosstalk mengacu pada fenomena crosstalk yang terjadi pada ujung penerima sinyal. Sinyal noise akan muncul di port penerima sinyal.
- Cara mengurangi crosstalk
Crosstalk maksimum yang diijinkan adalah sekitar 5% dari ayunan sinyal. Untuk mengurangi dampak crosstalk pada kinerja sirkuit, langkah -langkah berikut dapat diambil:
1) Tingkatkan jarak antara jalur sinyal
Prinsip: Meningkatkan jarak antara garis sinyal (dari W ke 3W) dapat secara signifikan mengurangi crosstalk far-end (sekitar 65%).
Tradeoff: Meskipun efektif, pendekatan ini mengurangi kepadatan interkoneksi, menghasilkan peningkatan area dan biaya dewan.
2) Kurangi panjang kopling
Prinsip: Noise crosstalk jauh sebanding dengan panjang kopling. Memperpendek panjang kopling dapat secara efektif mengurangi kebisingan akhir. Misalnya, ketika panjang kopling pendek (seperti 0. 1ns yang sesuai dengan panjang garis sekitar 0. 6 inci), amplitudo noise far-end dapat dikurangi secara signifikan.
Aplikasi: Di beberapa area yang digabungkan dengan ketat (seperti di bawah BGA), bahkan jika kopling padat, selama panjang kopling pendek, crosstalk jauh dapat dikontrol.
3) Tambahkan bahan dielektrik di atas kabel lapisan permukaan
Prinsip: Ketika panjang kopling tidak dapat dikurangi, bahan dielektrik (seperti masker solder yang lebih tebal) dapat dilapisi di atas kabel permukaan untuk mengurangi kebisingan crosstalk jauh.
Catatan: Meningkatkan ketebalan lapisan dielektrik dapat menyebabkan peningkatan crosstalk mendekati ujung dan mengurangi impedansi karakteristik saluran transmisi, sehingga faktor-faktor ini harus dipertimbangkan ketika menambahkan lapisan.
4) Rute garis sensitif ke garis strip
Prinsip: Struktur microstrip biasanya terdiri dari strip konduktor, lapisan dielektrik dan bidang tanah. Garis microstrip terletak di lapisan permukaan PCB, sementara striplines tertanam di lapisan dalam PCB. Struktur stripline menempatkan garis sinyal pada lapisan dalam PCB dan membungkusnya dengan dua lapisan tanah, yang dapat meminimalkan noise jarak jauh. Karena garis sinyal dikelilingi oleh bahan dielektrik yang seragam, efek kopling berkurang secara signifikan, sehingga noise ujung jauh lebih rendah.
Keuntungan: Struktur garis batas dapat memberikan kinerja listrik yang stabil dan sangat cocok untuk saluran sinyal sensitif. Jika noise akhir adalah masalah dalam desain Anda, routing stripline adalah solusi yang paling aman dan paling efisien.
Catatan: Meskipun struktur garis strip efektif, dalam praktiknya keseragaman lengkap bahan dielektrik sulit dicapai. Bahan dielektrik biasanya merupakan kombinasi bahan inti dan bahan prepreg. Prepreg mengandung lebih banyak resin dan biasanya memiliki konstanta dielektrik yang lebih kecil daripada tumpukan inti, dan ketidakseragaman ini dapat menyebabkan perubahan kecil dalam kebisingan akhir.
5) Pengkabelan pelindung
Efek isolasi: Pengkabelan pelindung mengurangi kopling elektromagnetik antara sinyal dengan memblokir jalur propagasi sinyal interferensi, sehingga mengurangi crosstalk.
Posisi dan Lebar: Garis pelindung harus sedekat mungkin dengan garis korban dan seluas mungkin untuk meningkatkan efek isolasi. Pada saat yang sama, lebar dan jarak garis pelindung harus mematuhi aturan desain PCB.
Sambungan listrik: Kabel penjaga biasanya terhubung ke bidang tanah atau ditahan pada potensi tetap untuk memaksimalkan efektivitas pelindung. Jika tidak membumi, itu akan membentuk pulau dan memperkuat efek crosstalk. Tautan video eksperimen terkait.
Penindasan kebisingan: Sinyal berosilasi di kedua ujungnya ketika kedua ujungnya dibumikan. Menambahkan beberapa "vias tanah" ke kabel pelindung dapat memberikan beberapa titik tanah atau titik referensi potensial untuk kabel pelindung. Masing -masing melalui menghubungkan kabel penjaga ke bidang tanah, secara efektif menekan dan menyebarkan tegangan kebisingan yang dihasilkan pada kabel penjaga.
6) Gunakan sinyal diferensial
Transmisi diferensial adalah teknologi transmisi sinyal yang lebih kompleks tetapi lebih andal daripada transmisi tunggal. Fitur utamanya adalah penggunaan dua garis sinyal untuk mengirimkan sinyal dari amplitudo yang sama tetapi fase berlawanan.
Pengkabelan sinyal diferensial dapat secara efektif mengurangi gangguan elektromagnetik karena dua saluran sinyal dalam pasangan diferensial akan menghasilkan medan elektromagnetik yang berlawanan dan membatalkan gangguan satu sama lain.
7) Kontrol Panjang Jejak
Minimalkan panjang garis sinyal dan garis paralel untuk mengurangi dampak crosstalk.
8) Pengkabelan multi-layer
Melalui desain PCB multi-lapisan, garis sinyal kunci dapat ditempatkan pada level yang berbeda untuk mengurangi sambungan timbal balik antara sinyal.
