Crosstalk đề cập đến hiện tượng nhiễu điện từ trên một đường tín hiệu vô tình kết hợp với một đường tín hiệu liền kề khác trong một mạch, do đó ảnh hưởng đến việc truyền tín hiệu bình thường của nó. Crosstalk có thể gây ra biến dạng hoặc nhiễu trong các tín hiệu trên các đường tín hiệu liền kề, do đó ảnh hưởng đến tính toàn vẹn của tín hiệu và hoạt động bình thường của mạch.
- Các loại nhiễu xuyên âm
1) Crosstalk gần cuối (tiếp theo):
Crosstalk gần cấp độ đề cập đến hiện tượng xuyên âm xảy ra ở đầu nguồn tín hiệu. Tín hiệu ảnh hưởng đến tín hiệu trên đường tín hiệu liền kề thông qua khớp nối điện từ, khiến nhiễu xuất hiện gần cổng nguồn tín hiệu.
2) Crosstalk xa (FEXT):
Crosstalk ở xa đề cập đến hiện tượng xuyên âm xảy ra ở đầu nhận tín hiệu. Tín hiệu nhiễu sẽ xuất hiện tại cổng nhận tín hiệu.
- Làm thế nào để giảm nhiễu xuyên âm
Crosstalk tối đa cho phép là khoảng 5% tín hiệu xoay. Để giảm tác động của nhiễu xuyên âm đối với hiệu suất mạch, các biện pháp sau đây có thể được thực hiện:
1) Tăng khoảng cách giữa các đường dẫn tín hiệu
Nguyên tắc: Tăng khoảng cách giữa các đường tín hiệu (từ W đến 3W) có thể làm giảm đáng kể khả năng làm đường xuyên âm (khoảng 65%).
Sự đánh đổi: Mặc dù có hiệu quả, phương pháp này làm giảm mật độ kết nối, dẫn đến tăng diện tích và chi phí của hội đồng quản trị.
2) Giảm chiều dài khớp nối
Nguyên tắc: Tiếng nhiễu xuyên âm xa tỷ lệ thuận với chiều dài khớp nối. Rút ngắn độ dài khớp nối có thể làm giảm hiệu quả tiếng ồn xa. Ví dụ, khi độ dài khớp nối ngắn (chẳng hạn như 0.
ỨNG DỤNG: Trong một số khu vực được ghép nối chặt chẽ (chẳng hạn như theo BGA), ngay cả khi khớp nối dày đặc, miễn là có thể kiểm soát chiều dài khớp nối ngắn, có thể điều khiển xuyên âm.
3) Thêm vật liệu điện môi trên dây lớp bề mặt
Nguyên tắc: Khi không thể giảm chiều dài khớp nối, vật liệu điện môi (như mặt nạ hàn dày hơn) có thể được phủ trên dây bề mặt để giảm nhiễu nhiễu xuyên âm xa.
Lưu ý: Tăng độ dày của lớp phủ điện môi có thể gây ra sự gia tăng nhiễu xuyên âm gần và giảm trở kháng đặc trưng của đường truyền, do đó các yếu tố này phải được xem xét khi thêm lớp phủ.
4) Tuyến đường nhạy cảm thành các đường dây
Nguyên tắc: Cấu trúc microstrip thường bao gồm các dải dây dẫn, lớp điện môi và mặt phẳng mặt đất. Các dòng microstrip được đặt trên lớp bề mặt của PCB, trong khi các dải được nhúng trong các lớp bên trong của PCB. Cấu trúc đường dải đặt đường tín hiệu lên lớp bên trong của PCB và bọc nó bằng hai lớp mặt đất, có thể giảm thiểu nhiễu từ xa. Do đường tín hiệu được bao quanh bởi vật liệu điện môi đồng nhất, hiệu ứng khớp nối giảm đáng kể, do đó nhiễu xa thấp hơn.
Ưu điểm: Cấu trúc đường dây có thể cung cấp hiệu suất điện ổn định và đặc biệt phù hợp cho các đường tín hiệu nhạy cảm. Nếu tiếng ồn xa là một vấn đề trong thiết kế của bạn, định tuyến dòng là giải pháp an toàn và hiệu quả nhất.
LƯU Ý: Mặc dù cấu trúc đường dây có hiệu quả, nhưng trong thực tế hoàn toàn đồng nhất của vật liệu điện môi rất khó đạt được. Vật liệu điện môi thường là sự kết hợp của các vật liệu Layup và chuẩn bị trước. Các chuẩn bị có chứa nhiều nhựa hơn và thường có hằng số điện môi nhỏ hơn so với ngăn xếp lõi và tính không đồng nhất này có thể dẫn đến những thay đổi nhỏ trong tiếng ồn xa.
5) Hệ thống dây bảo vệ
Hiệu ứng cách ly: Dây bảo vệ làm giảm khớp nối điện từ giữa các tín hiệu bằng cách chặn đường truyền của tín hiệu nhiễu, do đó làm giảm nhiễu xuyên âm.
Vị trí và chiều rộng: Đường bảo vệ phải càng gần với đường kẻ nạn nhân càng tốt và càng rộng càng tốt để tăng cường hiệu ứng cách ly. Đồng thời, chiều rộng và khoảng cách của các đường bảo vệ cần tuân thủ các quy tắc thiết kế PCB.
Kết nối điện: Dây bảo vệ thường được kết nối với mặt phẳng mặt đất hoặc được giữ ở một tiềm năng cố định để tối đa hóa hiệu quả che chắn. Nếu nó không có căn cứ, nó sẽ tạo thành một hòn đảo và tăng cường hiệu ứng xuyên âm. Liên kết video thử nghiệm liên quan.
Ức chế tiếng ồn: Tín hiệu dao động ở cả hai đầu khi cả hai đầu được nối đất. Thêm nhiều "vias mặt đất" vào hệ thống dây bảo vệ có thể cung cấp nhiều điểm mặt đất hoặc các điểm tham chiếu tiềm năng cho hệ thống dây bảo vệ. Mỗi thông qua kết nối dây bảo vệ với mặt phẳng mặt đất, triệt tiêu và phân tán điện áp nhiễu một cách hiệu quả trên hệ thống dây bảo vệ.
6) Sử dụng tín hiệu vi sai
Truyền vi sai là một công nghệ truyền tín hiệu phức tạp hơn nhưng đáng tin cậy hơn so với truyền dẫn đơn. Tính năng chính của nó là sử dụng hai đường tín hiệu để truyền tín hiệu có cùng biên độ nhưng pha ngược lại.
Dây tín hiệu vi sai có thể làm giảm hiệu quả nhiễu điện từ vì hai đường tín hiệu trong một cặp khác biệt sẽ tạo ra các trường điện từ đối diện và hủy bỏ nhiễu của nhau.
7) Kiểm soát chiều dài dấu vết
Giảm thiểu chiều dài của các đường tín hiệu và các đường song song để giảm tác động của nhiễu xuyên âm.
8) Hệ thống dây đa lớp
Thông qua thiết kế PCB nhiều lớp, các dòng tín hiệu chính có thể được đặt ở các cấp độ khác nhau để giảm khớp nối lẫn nhau giữa các tín hiệu.
