クロストーク計算機

クロストークは、信号が流れる導体（加害側）から近くの導体（被害側）に不要なエネルギーが結合する現象です。プリント基板では、主に相互容量による電界結合と相互インダクタンスによる磁界結合で発生します。高速なエッジ、長い並走区間、狭い間隔、高い誘電率は一般に影響を強めます。過大なクロストークは誤った論理遷移、タイミングジッタ、アイ開口の減少、アナログノイズ、電磁両立性の問題を引き起こします。 この計算機は信号周波数、並走長、間隔、比誘電率から、仕組みが明確な一次近似による初期評価を行います。無次元の結合係数は周波数、長さ、誘電率に比例して増え、間隔に反比例して減ります。誘導ノイズは加害側電圧に係数を掛けた値です。信号対干渉比は結合係数の常用対数にマイナス20を掛けます。結合率が小さいほどデシベル比は大きくなり、良好な状態を示します。簡易モデルでは元信号を上回る結合を適切に扱えないため、係数の上限を1未満にしています。 結果はレイアウト案の比較に適しており、高速設計の最終承認には使えません。実際の近端・遠端クロストークは立ち上がり時間、配線幅と高さ、基準面までの距離、インピーダンス、終端、伝搬遅延、誘電体積層、ストリップラインかマイクロストリップかに依存します。周波数はエッジ速度の便宜的な代用にすぎません。低いクロック周波数でも立ち上がりが速ければ非常に高い周波数の高調波を含みます。余裕が小さい場合は電磁界ソルバーや伝送線路シミュレーターを使いましょう。 有効な比較には、他の前提を固定して設計パラメーターを1つずつ変更します。このモデルでは間隔を2倍にすると結合は半減し、並走長を半分にしても半減します。隣接層で直交配線にする、途切れない基準面を保つ、結合区間を短くする、適切な箇所に接地シールドを設けると干渉を減らせます。差動ペアではペア内の形状を管理し、無関係な信号から十分離す必要があります。 プローブ、コネクター、ビア、パッケージ自体も結合を生むため、実測値は推定と異なることがあります。重要なネットは積層構造に合うインピーダンスツール、シミュレーション、実験室測定で確認してください。表示ノイズ電圧は加害側振幅に比例する理想的なピーク値として扱い、被害側受信器の実際のノイズマージンと比較します。保守的な設計では同時スイッチング、製造公差、最悪条件の電圧とエッジ速度を考慮してください。