No processo de aprendizagem de design de PCB de alta velocidade, crosstalk é um conceito importante que precisa ser dominado. É a principal forma de propagação da interferência eletromagnética. Linhas de sinal assíncronas, linhas de controle e portas de E/S são roteadas. Crosstalk pode causar funções anormais de circuitos ou componentes.

Conversa cruzada

Refere-se à interferência indesejada de ruído de tensão de linhas de transmissão adjacentes devido ao acoplamento eletromagnético quando o sinal se propaga na linha de transmissão. Esta interferência é causada pela indutância mútua e pela capacitância mútua entre as linhas de transmissão. Os parâmetros da camada PCB, o espaçamento da linha do sinal, as características elétricas da extremidade acionadora e da extremidade receptora e o método de terminação da linha têm um certo impacto na diafonia.

As principais medidas para superar o crosstalk são:

Aumente o espaçamento da fiação paralela e siga a regra dos 3W;

Insira um fio de isolamento aterrado entre os fios paralelos;

Reduza a distância entre a camada de fiação e o plano de aterramento.

Para reduzir a diafonia entre as linhas, o espaçamento entre linhas deve ser grande o suficiente. Quando o espaçamento entre centros de linha não é inferior a 3 vezes a largura da linha, 70% do campo elétrico pode ser mantido sem interferência mútua, o que é chamado de regra dos 3W. Se você deseja atingir 98% do campo elétrico sem interferir entre si, pode usar um espaçamento de 10W.

Nota: No projeto real de PCB, a regra 3W não pode atender totalmente aos requisitos para evitar diafonia.

Maneiras de evitar crosstalk em PCB

Para evitar interferência na PCB, os engenheiros podem considerar aspectos do design e layout da PCB, como:

1. Classifique as séries de dispositivos lógicos de acordo com a função e mantenha a estrutura do barramento sob controle estrito.

2. Minimize a distância física entre os componentes.

3. As linhas e componentes de sinal de alta velocidade (como osciladores de cristal) devem estar longe da interface de interconexão I/() e de outras áreas suscetíveis a interferência e acoplamento de dados.

4. Forneça a terminação correta para a linha de alta velocidade.

5. Evite traços de longa distância que sejam paralelos entre si e forneça espaçamento suficiente entre os traços para minimizar o acoplamento indutivo.

6. A fiação nas camadas adjacentes (microstrip ou stripline) deve ser perpendicular entre si para evitar o acoplamento capacitivo entre as camadas.

7. Reduza a distância entre o sinal e o plano de terra.

8. Segmentação e isolamento de fontes de emissão de alto ruído (relógio, E/S, interconexão de alta velocidade), e diferentes sinais são distribuídos em diferentes camadas.

9. Aumente a distância entre as linhas de sinal tanto quanto possível, o que pode efetivamente reduzir a diafonia capacitiva.

10. Reduza a indutância do condutor, evite usar cargas de impedância muito alta e cargas de impedância muito baixa no circuito e tente estabilizar a impedância de carga do circuito analógico entre loQ e lokQ. Como a carga de alta impedância aumentará a diafonia capacitiva, ao usar carga de impedância muito alta, devido à tensão operacional mais alta, a diafonia capacitiva aumentará, e ao usar carga de impedância muito baixa, devido à grande corrente operacional, a diafonia indutiva irá aumentar.

11. Organize o sinal periódico de alta velocidade na camada interna do PCB.

12. Use tecnologia de correspondência de impedância para garantir a integridade do sinal do certificado BT e evitar overshoot.

13. Observe que para sinais com bordas de subida rápida (tr≤3ns), execute o processamento anti-crosstalk, como aterramento, e organize algumas linhas de sinal que sofrem interferência de EFT1B ou ESD e não foram filtradas na borda do PCB .

14. Use um plano de aterramento tanto quanto possível. A linha de sinal que usa o plano de terra obterá atenuação de 15-20dB em comparação com a linha de sinal que não usa o plano de terra.

15. Sinais de sinal de alta frequência e sinais sensíveis são processados ​​com aterramento, e o uso de tecnologia de aterramento no painel duplo alcançará uma atenuação de 10-15dB.

16. Utilize fios balanceados, fios blindados ou fios coaxiais.

17. Filtre as linhas de sinal de assédio e linhas sensíveis.

18. Defina as camadas e a fiação razoavelmente, defina a camada de fiação e o espaçamento da fiação razoavelmente, reduza o comprimento dos sinais paralelos, encurte a distância entre a camada de sinal e a camada plana, aumente o espaçamento das linhas de sinal e reduza o comprimento do paralelo linhas de sinal (dentro da faixa de comprimento crítico). Essas medidas podem efetivamente reduzir a diafonia.