Làm thế nào để giảm nhiễu xuyên âm trong thiết kế PCB?
Nhiễu xuyên âm là sự ghép nối điện từ không chủ ý giữa các dấu vết trên bảng mạch in. Việc ghép nối này có thể làm cho các xung tín hiệu của một vết vượt quá tính toàn vẹn của tín hiệu của một vết khác, ngay cả khi chúng không tiếp xúc vật lý. Điều này xảy ra khi khoảng cách giữa các dấu vết song song chặt chẽ. Mặc dù các dấu vết có thể được giữ ở một khoảng cách tối thiểu cho các mục đích sản xuất, chúng có thể không đủ cho các mục đích điện từ.

Coi hai vết song song với nhau. Nếu tín hiệu vi sai trong một vết có biên độ lớn hơn dấu vết khác, nó có thể ảnh hưởng tích cực đến vết khác. Sau đó, tín hiệu trong quỹ đạo của “nạn nhân” sẽ bắt đầu bắt chước các đặc điểm của quỹ đạo của kẻ xâm lược, thay vì dẫn tín hiệu của chính nó. Khi điều này xảy ra, nhiễu xuyên âm sẽ xảy ra.

Nhiễu xuyên âm thường được coi là xảy ra giữa hai rãnh song song liền kề nhau trên cùng một lớp. Tuy nhiên, nhiễu xuyên âm có nhiều khả năng xảy ra giữa hai vết song song liền kề nhau trên các lớp liền kề. Điều này được gọi là ghép nối rộng và có nhiều khả năng xảy ra hơn vì hai lớp tín hiệu liền kề được ngăn cách bởi một lượng rất nhỏ độ dày lõi. Độ dày có thể là 4 mils (0.1 mm), đôi khi nhỏ hơn khoảng cách giữa hai vết trên cùng một lớp.

Khoảng cách vết để loại bỏ nhiễu xuyên âm thường lớn hơn các yêu cầu về khoảng cách vết thông thường

Loại bỏ khả năng xuyên âm trong thiết kế
May mắn thay, bạn không phải là người thương xót của cuộc nói chuyện chéo. Bằng cách thiết kế bảng mạch để giảm thiểu nhiễu xuyên âm, bạn có thể tránh được những vấn đề này. Sau đây là một số kỹ thuật thiết kế có thể giúp bạn loại bỏ khả năng nhiễu xuyên âm trên bảng mạch:

Giữ khoảng cách giữa cặp vi sai và định tuyến tín hiệu khác càng nhiều càng tốt. Quy tắc ngón tay cái là khoảng cách = 3 lần chiều rộng vết.

Giữ sự khác biệt lớn nhất có thể giữa định tuyến đồng hồ và định tuyến tín hiệu khác. Khoảng cách tương tự = 3 lần quy tắc ngón tay cái cho chiều rộng vết cũng được áp dụng ở đây.

Giữ khoảng cách giữa các cặp vi sai khác nhau càng nhiều càng tốt. Quy tắc ngón tay cái ở đây là lớn hơn một chút, khoảng cách = 5 lần chiều rộng của dấu vết.

Các tín hiệu không đồng bộ (như RESET, INTERRUPT, v.v.) nên ở xa bus và có tín hiệu tốc độ cao. Chúng có thể được định tuyến bên cạnh các tín hiệu bật hoặc tắt hoặc nguồn, vì những tín hiệu này hiếm khi được sử dụng trong quá trình hoạt động bình thường của bảng mạch.

Đảm bảo rằng hai lớp tín hiệu liền kề xen kẽ với nhau trong ngăn xếp bảng mạch sẽ luân phiên các hướng định tuyến ngang và dọc. Điều này sẽ làm giảm khả năng ghép nối rộng, vì các dấu vết không được phép kéo dài song song chồng lên nhau.

Một cách tốt hơn để giảm nhiễu xuyên âm tiềm ẩn giữa hai lớp tín hiệu liền kề là tách các lớp khỏi lớp mặt phẳng giữa chúng theo cấu hình microstrip. Mặt phẳng mặt đất sẽ không chỉ tăng khoảng cách giữa hai lớp tín hiệu, nó còn cung cấp đường trở lại cần thiết cho lớp tín hiệu.

Các công cụ thiết kế PCB của bạn và các ứng dụng của bên thứ ba có thể giúp bạn loại bỏ nhiễu xuyên âm

Cách phần mềm thiết kế của bạn có thể giúp bạn loại bỏ nhiễu xuyên âm trong thiết kế PCB tốc độ cao
Công cụ thiết kế PCB có nhiều tính năng tích hợp có thể giúp bạn tránh nhiễu xuyên âm trong thiết kế của mình. Bằng cách chỉ định các hướng định tuyến và tạo các ngăn xếp microstrip, các quy tắc lớp bảng sẽ giúp bạn tránh ghép nối rộng. Sử dụng quy tắc loại mạng, bạn sẽ có thể chỉ định khoảng thời gian theo dõi lớn hơn cho các nhóm mạng dễ bị nhiễu xuyên âm hơn. Các bộ định tuyến cặp vi sai định tuyến các cặp vi phân dưới dạng các cặp thực tế thay vì định tuyến chúng riêng lẻ. Điều này sẽ duy trì khoảng cách cần thiết giữa các dấu vết cặp vi phân và các mạng khác để tránh nhiễu xuyên âm.

Ngoài các chức năng tích hợp của phần mềm thiết kế PCB, có những công cụ khác có thể giúp bạn loại bỏ nhiễu xuyên âm trong thiết kế PCB tốc độ cao. Có các máy tính xuyên âm khác nhau để giúp bạn xác định chiều rộng và khoảng cách vết chính xác để định tuyến. Ngoài ra còn có một trình mô phỏng toàn vẹn tín hiệu để phân tích xem thiết kế của bạn có tiềm ẩn các vấn đề xuyên âm hay không.

Nếu được phép xảy ra, nhiễu xuyên âm có thể là một vấn đề lớn trên bảng mạch in. Bây giờ bạn biết những gì cần tìm kiếm, bạn sẽ sẵn sàng để ngăn chặn nhiễu xuyên âm xảy ra. Các kỹ thuật thiết kế mà chúng ta thảo luận ở đây và các tính năng của phần mềm thiết kế PCB sẽ giúp bạn tạo ra các thiết kế không có nhiễu xuyên âm.