¿Cómo reducir la diafonía en el diseño de PCB?
La diafonía es un acoplamiento electromagnético involuntario entre trazas en placa de circuito impreso. Este acoplamiento puede hacer que los pulsos de señal de una traza excedan la integridad de la señal de otra traza, incluso si no están en contacto físico. Esto sucede cuando el espacio entre trazos paralelos es estrecho. Aunque las trazas se pueden mantener a un espacio mínimo para fines de fabricación, es posible que no sean suficientes para fines electromagnéticos.

Considere dos trazos que son paralelos entre sí. Si la señal diferencial en una traza tiene una amplitud mayor que la otra traza, puede afectar positivamente a la otra traza. Entonces, la señal en la trayectoria de la “víctima” comenzará a imitar las características de la trayectoria del agresor, en lugar de conducir su propia señal. Cuando esto sucede, se producirá la diafonía.

Generalmente se considera que la diafonía se produce entre dos pistas paralelas adyacentes entre sí en la misma capa. Sin embargo, es más probable que se produzca diafonía entre dos trazos paralelos adyacentes entre sí en capas adyacentes. Esto se denomina acoplamiento lateral y es más probable que suceda porque dos capas de señal adyacentes están separadas por una cantidad muy pequeña de espesor de núcleo. El grosor puede ser de 4 milésimas de pulgada (0.1 mm), a veces menor que el espacio entre dos trazos en la misma capa.

El espaciado de trazas para eliminar la diafonía suele ser mayor que los requisitos de espaciado de trazas convencionales

Elimina la posibilidad de diafonía en el diseño
Afortunadamente, no estás a merced de las conversaciones cruzadas. Si diseña la placa de circuito para minimizar la diafonía, puede evitar estos problemas. Las siguientes son algunas técnicas de diseño que pueden ayudarlo a eliminar la posibilidad de diafonía en la placa de circuito:

Mantenga la mayor distancia posible entre el par diferencial y otro enrutamiento de señales. La regla general es espacio = 3 veces el ancho de la traza.

Mantenga la mayor diferencia posible entre el enrutamiento del reloj y el enrutamiento de otras señales. El mismo espacio = 3 veces la regla general para el ancho de la traza también se aplica aquí.

Mantenga la mayor distancia posible entre diferentes pares diferenciales. La regla general aquí es un poco más grande, espacio = 5 veces el ancho de la traza.

Las señales asíncronas (como RESET, INTERRUPT, etc.) deben estar lejos del bus y tener señales de alta velocidad. Pueden enrutarse junto a las señales de encendido, apagado o encendido, porque estas señales rara vez se utilizan durante el funcionamiento normal de la placa de circuito.

Asegurarse de que dos capas de señal adyacentes se alternen entre sí en la pila de la placa de circuito alternará las direcciones de enrutamiento horizontal y vertical. Esto reducirá la posibilidad de un acoplamiento lateral, ya que no se permite que las trazas se extiendan paralelas una encima de la otra.

Una mejor manera de reducir la diafonía potencial entre dos capas de señal adyacentes es separar las capas de la capa del plano de tierra entre ellas en una configuración de microbanda. El plano de tierra no solo aumentará la distancia entre las dos capas de señal, sino que también proporcionará la ruta de retorno requerida para la capa de señal.

Sus herramientas de diseño de PCB y aplicaciones de terceros pueden ayudarlo a eliminar la diafonía

Cómo su software de diseño puede ayudarlo a eliminar la diafonía en el diseño de PCB de alta velocidad
La herramienta de diseño de PCB tiene muchas características integradas que pueden ayudarlo a evitar la diafonía en su diseño. Al especificar direcciones de enrutamiento y crear pilas de microbandas, las reglas de la capa de tablero lo ayudarán a evitar el acoplamiento lateral. Usando reglas de tipo de red, podrá asignar intervalos de seguimiento más grandes a grupos de redes que son más susceptibles a la diafonía. Los enrutadores de pares diferenciales enrutan los pares diferenciales como pares reales en lugar de enrutarlos individualmente. Esto mantendrá el espacio requerido entre las trazas de pares diferenciales y otras redes para evitar la diafonía.

Además de las funciones integradas del software de diseño de PCB, existen otras herramientas que pueden ayudarlo a eliminar la diafonía en el diseño de PCB de alta velocidad. Existen diferentes calculadoras de diafonía para ayudarlo a determinar el ancho y el espaciado correctos de la traza para el enrutamiento. También hay un simulador de integridad de señal para analizar si su diseño tiene problemas potenciales de diafonía.

Si se permite que suceda, la diafonía puede ser un gran problema en las placas de circuito impreso. Ahora que sabe qué buscar, estará listo para evitar que se produzca la diafonía. Las técnicas de diseño que discutimos aquí y las características del software de diseño de PCB lo ayudarán a crear diseños sin diafonía.