Πώς να μειώσετε το crosstalk στη σχεδίαση PCB;
Το Crosstalk είναι ακούσια ηλεκτρομαγνητική σύζευξη μεταξύ ιχνών τυπωμένου κυκλώματος. Αυτή η σύζευξη μπορεί να κάνει τους παλμούς σήματος ενός ίχνους να υπερβούν την ακεραιότητα του σήματος ενός άλλου ίχνους, ακόμα κι αν δεν βρίσκονται σε φυσική επαφή. Αυτό συμβαίνει όταν η απόσταση μεταξύ των παράλληλων ιχνών είναι στενή. Παρόλο που τα ίχνη μπορεί να διατηρούνται σε ένα ελάχιστο διάστημα για κατασκευαστικούς σκοπούς, μπορεί να μην είναι αρκετά για ηλεκτρομαγνητικούς σκοπούς.

Εξετάστε δύο ίχνη που είναι παράλληλα μεταξύ τους. Εάν το διαφορικό σήμα σε ένα ίχνος έχει μεγαλύτερο πλάτος από το άλλο ίχνος, μπορεί να επηρεάσει θετικά το άλλο ίχνος. Στη συνέχεια, το σήμα στην τροχιά «θύματος» θα αρχίσει να μιμείται τα χαρακτηριστικά της τροχιάς του επιτιθέμενου, αντί να διεξάγει το δικό του σήμα. Όταν συμβεί αυτό, θα προκύψει διαφωνία.

Το crosstalk γενικά θεωρείται ότι συμβαίνει μεταξύ δύο παράλληλων κομματιών που βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο στο ίδιο επίπεδο. Ωστόσο, το crosstalk είναι πιο πιθανό να συμβεί μεταξύ δύο παράλληλων ιχνών που βρίσκονται το ένα δίπλα στο άλλο σε γειτονικά στρώματα. Αυτό ονομάζεται σύζευξη ευρείας πλευράς και είναι πιο πιθανό να συμβεί επειδή δύο γειτονικά στρώματα σήματος χωρίζονται από ένα πολύ μικρό πάχος πυρήνα. Το πάχος μπορεί να είναι 4 mils (0.1 mm), μερικές φορές μικρότερο από την απόσταση μεταξύ δύο ιχνών στο ίδιο στρώμα.

Η απόσταση μεταξύ των ιχνών για την εξάλειψη της αλληλεπίδρασης είναι συνήθως μεγαλύτερη από τις συμβατικές απαιτήσεις απόστασης ίχνους

Εξαλείψτε την πιθανότητα παρεμβολής στο σχεδιασμό
Ευτυχώς, δεν είστε στο έλεος της διασταυρούμενης συζήτησης. Σχεδιάζοντας την πλακέτα κυκλώματος για να ελαχιστοποιήσετε τις παρεμβολές, μπορείτε να αποφύγετε αυτά τα προβλήματα. Ακολουθούν ορισμένες τεχνικές σχεδιασμού που μπορούν να σας βοηθήσουν να εξαλείψετε την πιθανότητα αλληλεπίδρασης στην πλακέτα κυκλώματος:

Διατηρήστε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ του ζεύγους διαφορικών και άλλων δρομολογίων σήματος. Ο εμπειρικός κανόνας είναι κενό = 3 φορές το πλάτος του ίχνους.

Διατηρήστε τη μεγαλύτερη δυνατή διαφορά μεταξύ δρομολόγησης ρολογιού και άλλης δρομολόγησης σήματος. Το ίδιο κενό = 3 φορές ο εμπειρικός κανόνας για το πλάτος του ίχνους ισχύει και εδώ.

Διατηρήστε όσο το δυνατόν μεγαλύτερη απόσταση μεταξύ διαφορετικών ζευγών διαφορικών. Ο εμπειρικός κανόνας εδώ είναι ελαφρώς μεγαλύτερος, κενό = 5 φορές το πλάτος του ίχνους.

Τα ασύγχρονα σήματα (όπως RESET, INTERRUPT, κ.λπ.) πρέπει να είναι μακριά από το λεωφορείο και να έχουν σήματα υψηλής ταχύτητας. Μπορούν να δρομολογηθούν δίπλα στα σήματα ενεργοποίησης ή απενεργοποίησης ή ενεργοποίησης, επειδή αυτά τα σήματα χρησιμοποιούνται σπάνια κατά την κανονική λειτουργία της πλακέτας κυκλώματος.

Η διασφάλιση ότι δύο γειτονικά στρώματα σήματος εναλλάσσονται μεταξύ τους στη στοίβα της πλακέτας κυκλώματος, θα εναλλάσσονται οι οριζόντιες και κάθετες κατευθύνσεις δρομολόγησης. Αυτό θα μειώσει την πιθανότητα ευρείας σύζευξης, καθώς τα ίχνη δεν επιτρέπεται να εκτείνονται παράλληλα το ένα πάνω στο άλλο.

Ένας καλύτερος τρόπος για να μειωθεί η πιθανή αλληλεπίδραση μεταξύ δύο γειτονικών στρωμάτων σήματος είναι ο διαχωρισμός των στρωμάτων από το επίπεδο επιπέδου γείωσης μεταξύ τους σε μια διαμόρφωση μικροταινιών. Το επίπεδο γείωσης όχι μόνο θα αυξήσει την απόσταση μεταξύ των δύο στρωμάτων σήματος, αλλά θα παρέχει επίσης την απαιτούμενη διαδρομή επιστροφής για το στρώμα σήματος.

Τα εργαλεία σχεδίασης PCB και οι εφαρμογές τρίτων μπορούν να σας βοηθήσουν να εξαλείψετε τη διαφωνία

Πώς το λογισμικό σχεδίασής σας μπορεί να σας βοηθήσει να εξαλείψετε τις παρεμβολές στη σχεδίαση PCB υψηλής ταχύτητας
Το εργαλείο σχεδίασης PCB έχει πολλές ενσωματωμένες δυνατότητες που μπορούν να σας βοηθήσουν να αποφύγετε τις παρεμβολές στη σχεδίασή σας. Καθορίζοντας τις κατευθύνσεις δρομολόγησης και δημιουργώντας στοίβες microstrip, οι κανόνες του επιπέδου πλακέτας θα σας βοηθήσουν να αποφύγετε την ευρεία σύζευξη. Χρησιμοποιώντας κανόνες τύπου δικτύου, θα μπορείτε να εκχωρήσετε μεγαλύτερα διαστήματα παρακολούθησης σε ομάδες δικτύων που είναι πιο ευαίσθητα σε αλληλεπιδράσεις. Οι δρομολογητές διαφορικών ζευγών δρομολογούν τα διαφορικά ζεύγη ως πραγματικά ζεύγη αντί να τα δρομολογούν μεμονωμένα. Αυτό θα διατηρήσει την απαιτούμενη απόσταση μεταξύ των ιχνών διαφορικού ζεύγους και άλλων δικτύων για να αποφευχθεί η αλληλεπίδραση.

Εκτός από τις ενσωματωμένες λειτουργίες του λογισμικού σχεδιασμού PCB, υπάρχουν και άλλα εργαλεία που μπορούν να σας βοηθήσουν να εξαλείψετε τις παρεμβολές στο σχεδιασμό PCB υψηλής ταχύτητας. Υπάρχουν διαφορετικοί αριθμομηχανές crosstalk για να σας βοηθήσουν να προσδιορίσετε το σωστό πλάτος ίχνους και απόσταση για τη δρομολόγηση. Υπάρχει επίσης ένας προσομοιωτής ακεραιότητας σήματος για να αναλύσετε εάν το σχέδιό σας έχει πιθανά προβλήματα αλληλεπίδρασης.

Εάν επιτραπεί να συμβεί, η αλληλεπίδραση μπορεί να είναι μεγάλο πρόβλημα στις πλακέτες τυπωμένων κυκλωμάτων. Τώρα που ξέρετε τι πρέπει να αναζητήσετε, θα είστε έτοιμοι να αποτρέψετε τη διασταύρωση. Οι τεχνικές σχεδίασης που συζητάμε εδώ και οι δυνατότητες του λογισμικού σχεδιασμού PCB θα σας βοηθήσουν να δημιουργήσετε σχέδια χωρίς παρεμβολές.