クロストークは、信号線の電磁干渉が回路内の別の隣接する信号ラインに誤ってカップルをカップルするという現象を指し、それにより通常の信号伝達に影響します。クロストークは、隣接する信号線の信号に歪みまたはノイズを引き起こす可能性があり、それにより、信号の完全性と回路の通常の動作に影響します。
- クロストークの種類
1）ニアエンドのクロストーク（次）：
ニアエンドのクロストークは、信号源の端で発生するクロストーク現象を指します。信号は、電磁結合を介して隣接する信号線の信号に影響を与え、信号ソースポートの近くにノイズが現れます。
2）ファーエンドのクロストーク（FEXT）：
ファーエンドのクロストークは、信号の受信端で発生するクロストーク現象を指します。ノイズ信号は、信号受信ポートに表示されます。
- クロストークを減らす方法
最大許容クロストークは、信号スイングの約5％です。クロストークのサーキットパフォーマンスへの影響を減らすために、次の測定値をとることができます。
1）信号パス間の間隔を増やします
原則：信号線間の間隔を（Wから3Wまで）増加させると、遠端のクロストーク（約65％）を大幅に減らすことができます。
トレードオフ：効果的ですが、このアプローチは相互接続密度を減らし、ボードエリアとコストの増加をもたらします。
2）結合長を減らします
原則：ファーエンドのクロストークノイズは、結合の長さに比例します。カップリング長を短縮すると、遠端のノイズが効果的に減少する可能性があります。たとえば、カップリングの長さが短い場合（{0}。1nsは、{0。6インチのラインの長さに対応しています）、ファーエンドノイズ振幅は大幅に低下できます。
アプリケーション：カップリングの長さが短い限り、結合が密度が高い場合でも、いくつかの密接に結合した領域（BGA下など）では、遠端のクロストークを制御できます。
3）表面層ワイヤの上に誘電体材料を追加します
原理：結合の長さを減らすことができない場合、誘電体（厚いはんだマスクなど）を表面ワイヤの上にコーティングして、遠端のクロストークノイズを減らします。
注：誘電体コーティングの厚さを増やすと、近接したクロストークが増加し、伝送ラインの特徴的なインピーダンスが減少する可能性があるため、コーティングを追加する際にこれらの要因を考慮する必要があります。
4）敏感な線をストリップラインにルーティングします
原理：マイクロストリップ構造は通常、導体ストリップ、誘電体層、および地上飛行機で構成されています。マイクロストリップラインはPCBの表面層にあり、ストリントはPCBの内層に埋め込まれています。ストリップライン構造は、信号線をPCBの内側層に配置し、2つの地上層で包みます。信号線は均一な誘電体材料に囲まれているため、結合効果は大幅に減少するため、遠端のノイズは低くなります。
利点：ストリップライン構造は、安定した電気性能を提供することができ、特に敏感な信号線に適しています。デザインのファーエンドノイズが問題である場合、ストリップラインルーティングは最も安全で効率的なソリューションです。
注：ストリップライン構造は効果的ですが、実際には、誘電材料の完全な均一性を達成することは困難です。誘電体材料は、通常、コアレイアップとプリプレグ材料の組み合わせです。プリプレグにはより多くの樹脂が含まれており、通常、コアスタックよりも誘電率が小さく、この不均一性は遠端のノイズの小さな変化につながる可能性があります。
5）保護配線
分離効果：保護配線により、干渉信号の伝播経路をブロックすることにより、信号間の電磁結合が減少し、それによりクロストークが減少します。
位置と幅：保護ラインは、分離効果を高めるために、可能な限り被害者ラインに近く、できるだけ幅のあるものでなければなりません。同時に、保護ラインの幅と間隔は、PCB設計ルールに準拠する必要があります。
電気接続：ガードワイヤは通常、グランドプレーンに接続されているか、シールドの有効性を最大化するための固定電位に保持されます。接地されていない場合、島を形成し、クロストーク効果を強化します。関連する実験ビデオリンク。
ノイズ抑制：信号は、両端が接地されたときに両端で振動します。保護配線に複数の「グランドバイアス」を追加すると、保護配線の複数の接地点または潜在的な基準点を提供できます。それぞれがガード配線を接地面に接続し、ガード配線で生成されたノイズ電圧を効果的に抑制して分散させます。
6）微分信号を使用します
差動透過は、シングルエンド伝送よりも複雑ですが、信頼性の高い信号伝送技術です。その重要な特徴は、同じ振幅の信号を送信するための2つの信号線を使用して、反対の位相です。
差動信号配線は、差動ペアの2つの信号線が反対の電磁界を生成し、互いの干渉をキャンセルするため、電磁干渉を効果的に減少させる可能性があります。
7）トレースの長さを制御します
クロストークの影響を減らすために、信号線と平行線の長さを最小限に抑えます。
8）多層配線
多層PCB設計により、キー信号ラインをさまざまなレベルに配置して、信号間の相互結合を減らすことができます。
