Calculateur de diaphonie

La diaphonie est une énergie indésirable couplée d'un conducteur actif, dit agresseur, vers un conducteur voisin, dit victime. Sur les circuits imprimés, elle résulte surtout du couplage électrique par capacité mutuelle et du couplage magnétique par inductance mutuelle. Les fronts rapides, longs parcours parallèles, faibles espacements et fortes permittivités tendent à l'accentuer. Une diaphonie excessive peut provoquer de fausses transitions logiques, de la gigue, une fermeture du diagramme de l'œil, du bruit analogique ou des problèmes de compatibilité électromagnétique. Ce calculateur fournit une estimation préliminaire transparente du premier ordre à partir de la fréquence, de la longueur parallèle, de l'espacement et de la permittivité relative. Le coefficient de couplage sans dimension augmente proportionnellement à la fréquence, à la longueur et à la permittivité, et diminue avec l'espacement. Le bruit induit est la tension de l'agresseur multipliée par ce coefficient. Le rapport signal-interférence vaut moins vingt fois le logarithme décimal du couplage. Un pourcentage plus faible donne donc un rapport en décibels plus élevé et meilleur. Le coefficient est plafonné sous l'unité, car ce modèle simplifié ne décrit pas utilement un couplage supérieur au signal source. Le résultat sert surtout à comparer des routages, pas à valider définitivement une conception à haute vitesse. La diaphonie réelle aux extrémités proche et lointaine dépend du temps de montée, de la largeur et de la hauteur des pistes, de la distance au plan de référence, de l'impédance, des terminaisons, du délai de propagation, de l'empilage diélectrique et du type stripline ou microstrip. La fréquence n'est qu'un substitut commode à la rapidité des fronts : un signal numérique à faible fréquence d'horloge peut contenir des harmoniques très élevées si son temps de montée est court. Avec peu de marge, utilisez un solveur de champs ou un simulateur de lignes de transmission. Pour une comparaison utile, gardez les hypothèses constantes et ne modifiez qu'un paramètre à la fois. Doubler l'espacement divise le couplage du modèle par deux, tout comme diviser la longueur parallèle par deux. Un routage orthogonal entre couches, un plan de référence continu, des tronçons couplés courts et un blindage à la masse adapté peuvent limiter les interactions. Les paires différentielles demandent une géométrie interne maîtrisée et une séparation suffisante des autres signaux. Les mesures peuvent différer des estimations, car sondes, connecteurs, vias et boîtiers ajoutent leur propre couplage. Validez les réseaux critiques avec des outils d'impédance adaptés à l'empilage, des simulations et des mesures en laboratoire. Considérez la tension de bruit affichée comme une crête idéalisée proportionnelle à l'amplitude de l'agresseur et comparez-la à la marge de bruit réelle du récepteur victime. Une conception prudente tient compte des commutations simultanées, des tolérances de fabrication et des pires conditions de tension et de vitesse des fronts.