آشنایی با طراحی بردهای فرکانس بالا-کراس تالک (Crosstalk)

0
19
طراحی بردهای فرکانس بالا-کراس تالک
طراحی بردهای فرکانس بالا-کراس تالک

آشنایی و مقابله با کراس تالک

کراس تالک
کراس تالک

 

اخیرا در یک مراسم‌عروسی بودم و پشت میزی نشسته بودم، آقایی هم روبروی من قرار داشت، من سعی‌داشتم که با ایشان صحبت‌کنم اما متاسفانه دو خانم هم در همان میز روبه‌روی هم نشسته‌بودند و باهم حرف می‌زدند که صدای آن‌ها باعث می‌شد گفت‌و‌گوی بین من و طرف‌مقابل سخت و نامفهوم گردد و به‌دلیل وجود صحبت و صدای همزمان دو نفر دیگر در راستای حرف‌های ما صحبت بین من و طرف مقابل امکان‌پذیر نبود. آنچه که در اینجا رخ داد به کراس تالک یا برهم‌گفتاری یا هم‌شنوایی معروف است که در الکترونیک هم این پدیده به این شکل روی می‌دهد که زمانی که چند سیگنال آنالوگ به موازات هم کشیده شده‌اند نوسان یک یا چند سیگنال بر سیگنال دیگر که در نزدیکی و موازات آن سیگنال است اثر میگذارد و باعث خراب‌شدن سیگنال اصلی می‌شود. این پدیده در گفتگوها می‌تواند آزاردهنده باشد اما اگر این پدیده در طراحی پی‌سی‌بی شما رخ دهد می‌تواند باعث فاجعه گردد. و صد‌البته ما برای برهم گفتاری در الکترونیک می‌توانیم تمهیداتی را در‌نظر بگیریم و مشکل را حل کنیم ولی برای برهم گفتاری انسان‌ها در یک جمع خانوادگی بعید می‌دونم بشه راهکاری داشت.

همانطورکه گفته‌شد کراس تالک یک کوپل ناخواسته مغناطیسی بین مسیرهای نزدیک‌به‌هم روی برد است.

برای درک راحت‌تر موضوع به شکل‌های زیر توجه کنید.

 

این کوپل مغناطیسی می‌تواند باعث شود که پالس‌های سریع سیگنال یک مسیر بر یکپارچگی دیگر سیگنال‌های نزدیک اثر بگذارد حتی بدون‌اینکه این مسیرها با‌هم ارتباطی داشته‌باشند. این اتفاق زمانی رخ می‌دهد که فاصله بین مسیرهای موازی بسیار‌کم است و طبعا هر‌چه فاصله کمتر باشد کوپل قوی‌تر خواهد بود.حتی اگر شما حداقل فاصله را طبق اهداف تولیدی خود رعایت‌کرده‌باشید(به‌عنوان مثال حداقل فاصله که کمپانی چاپ می‌تواند چاپ کند) ممکن‌است باز این فاصله که شما درنظر گرفته‌اید کوپل مغناطیسی را خنثی نکند. دو مسیر را که به موازات هم کشیده شده‌اند درنظر بگیرید اگر دامنه سیگنال تفاضلی یکی از مسیرها از دیگری بزرگ‌تر باشد ممکن است به صورت مخربی به مسیر ضعیف‌تر نفوذ کند و این مسیر قربانی به‌جای این که طبق مشخصه‌ی اصلی خود رفتار کند تحت تاثیر مشخصه‌ی سیگنال کوپل شده رفتار خواهد کرد. اگر زمانی این اتفاقات در برد شما رخ داد شما کراس تالک دارید. تصور می‌شود که کراس تالک همیشه در مسیرهای موازی کنارهم رخ می‌دهد اما همیشه اینطور نیست. حتی امکان‌دارد در مسیرهای موازی که هرکدام می‌توانند در لایه‌های مجاور هم باشند رخ‌دهد، که این پدیده به کوپل بوردساید(بین لایه‌های برد) مشهور است. و دلیل این اتفاق می‌تواند ضخامت بسیار ناچیز هسته جداکننده لایه‌های برد از هم باشد. میزان این ضخامت می‌تواند ۴ میل(یک دهم میلیمتر) باشد که بعضی مواقع از فاصله بین دو مسیر موازی در یک لایه همسان کمتر است.

راه‌های حذف کراس تالک در طراحی

 

خوشبختانه شما در دام این پدیده گرفتار نیستید به‌شرطی‌که بردتون رو به‌نحوی طراحی‌کنید که طراحی برد شما کمترین پتانسیل گرفتارشدن توسط کراس تالک را داشته‌باشد. در زیر تکنیک‌هایی برای از‌بین‌بردن و یا به حداقل رساندن اثر کراس تالک در برد شما شرح‌ داده‌شده‌است.

  • تا حد امکان هنگام مسیریابی سیگنال‌های دیگر را از جفت‌های تفاضلی دور نگه دارید،بر طبق یک حساب سرانگشتی این فاصله می‌تواند ۳برابر پهنای ترک موردنظر باشد.
  • تا حد امکان فاصله بین ترک‌های مربوط به کلاک با دیگر سیگنال‌ها زیاد باشد این فاصله می‌تواند به‌طور‌تقریبی ۳برابر پهنای ترک باشد اما اگر بیشتر هم باشد بهتر است.
  • اگر در بردتان مجموعه‌ای از زوج‌های تفاضلی دارید فاصله هرکدام از جفت‌ها را زیاد درنظر بگیرید تقریبا این فاصله می‌تواند ۵برابر پهنای ترک‌های موردنظر باشد.
  • سیگنال‌های آسنکرون مانند ریست و اینتراپت و… را از باس‌ها و سیگنال‌های فرکانس بالا دور نگه دارید یا می‌توانید با دیگر سیگنال‌های روشن خاموش که کمتر در عملکرد عادی برد مورداستفاده قرار می‌گیرند مسیرکشی کنید.
  • حتما مطمئن شوید که اگر دو یا چند لایه سیگنال در استکاپ شما در مجاورت هم قرار می‌گیرند آن‌ها را به‌صورت عمود برهم مسیرکشی کنید به زبان ساده‌تر این سیگنال‌هایی که احتمالا در چند لایه قرار گرفته‌اند و احتمال اثرگذاری بروی هم را دارند به موازات هم مسیرکشی نکنید.
  • بهترین راه‌حل برای کاهش مشکل بالا یا بورساید کوپل این است که شما بین این لایه‌های مجاور را با یک لایه پلن زمین پر کنید که این پلن نه‌تنها فاصله لایه‌ها را از هم زیادتر می‌کند و اثر بردساید کوپل از بین می‌برد، بلکه با این زمین شما مسیر برگشتی موردنیاز دیگر سیگنال‌ها را تهیه کرده‌اید یا آنرا قوی‌تر کرده‌اید.

 

منبع: سیسوگ

برای این مقاله نظر بگذارید:

لطفا دیدگاه خود را بنویسید
لطفا نام خود را وارد کنید