Концепции целостности сигнала: перекрестные помехи. Часть 3.

Снижение перекрестных помех

Один из основных способов снижения перекрестных помех на дальнем конце – это снижение длины связывания между двумя дорожками. В качестве эксперимента длина связывания была уменьшена с 10 дюймов до 5. Был смоделирован еще один нарастающий фронт и результаты этого показаны на Рис.8. Как можно видеть, теперь пик на дальнем конце сократился с -360 мВ до -250 мВ! Величина импульса NEXT осталась 44 мВ и 66 мВ для микрополосковой и полосковой линий соответственно.

 

FEXT масштабируется в линейной зависимости от длины связывания, то есть значение пика уменьшается с уменьшением длины связывания. Величина NEXT не связана с длиной и не меняется при изменении длины, но это продолжается более короткое время. Сигнал NEXT включен на время кругового прохода связанной длины. Продолжительность NEXT сокращается при уменьшении длины связывания.

NEXT достигает максимального значения (насыщается), когда длина связывания больше половины времени нарастания сигнала агрессора. Обратите внимание, что на Рис.8 ширина импульса для микрополосковой линии, измеренная от момента, когда его края пересекают 20 мВ, теперь 1,56 нс, снизилась с 3,15 нс, которые были в случае с 10-дюймовой связью. Ширина NEXT для полосковой линии также уменьшилась, когда уменьшилась длина связывания.

Рис. 8: Перекрестные помехи при нарастающем фронте со снижением длины связывания до 5 дюймов. Для микрополосковой линии: красный, NEXT на R3 синий FEXT на R2. Для полосковой линии: оранжевый, NEXT на R6, зеленый FEXT на R5.

Влияние от множественных агрессоров

Важно понимать, как множественные агрессоры могут повлиять на NEXT и FEXT. На Рис.9 нижняя схема (сделанная из U9.AF24 и U10.48) является сетью жертвой, NEXT и FEXT измерялись на этих двух выводах соответственно. Зазор между линиями трансмиссии каждой соседней схемы составляет 5 мил. Зеленая пунктирная линия показывает, какие линии трансмиссии являются соседними друг другу.

Вопрос для изучения в этом случае таков: как далеко может быть агрессор, сохраняя влияние на NEXT или FEXT. Для начала только U7 включен и действует нарастающим фронтом.

Затем каждый из остальных драйверов последовательно включается. Вывод U9.AF24 прикреплен низко, так что любое напряжение, измеренное на U9.AF24 или U10.48, будет только из-за перекрестных помех. Результаты моделирования изображены на Рис.10, FEXT измерялся на U10.48 и показан красным, NEXT измерялся на U9.AF24 и показан синим.

Сначала посмотрим на NEXT. Соседний агрессор связывает 33 мВ на сети жертвы. Другие четыре вместе добавляют еще всего 9 мВ, что составляет только 1% от напряжения агрессора. Это показывает, что основная часть связывания идет от соседней сети.

Похожая ситуация с FEXT – соседняя сеть дает 152 мВ шума, вторая по близости добавляет около 55 мВ. Две другие более удаленные сети вместе дают еще 38 мВ. Это также показывает, что наибольшее влияние оказывает соседняя сеть.

Графики NEXT и FEXT показывают многочисленные провалы и пики, которые не были видны, когда на дальнем конце был размещен только резистор. Сравнение значений между FEXT пиком и NEXT пиком на графике, расположенном рядом с 1,9 нс, показывает разницу во времени в 715 пс. Это говорит о том, что сигнал FEXT достигает дальнего конца, отражается обратно из-за входящей емкости управляющего электрода U10.48, и достигает ближнего конца на U9.AF24 приблизительно с одной задержкой времени микрополоскового межсоединения.

В этом эксперименте агрессоры были одной полярности. А что произойдет, если некоторые из них будут работать с противоположной полярностью? Так как пики связанного шума могут быть как положительными, так и отрицательными, то должно быть какое-то взаимное погашение в зависимости от полярности агрессора. Чтобы проверить эту идею была выполнено следующее: соседний драйвер запускал нарастающий фронт, тогда как другие драйверы создавали спадающий фронт. Как видно на Рис. 11, оба NEXT (зеленый) и FEXT (оранжевый) уменьшили значение по сравнению с ситуацией, когда все агрессоры действовали в одном направлении. Это действительно происходит из-за взаимного погашения, как мы и предполагали выше.

 

Рис. 9. Множественные агрессоры для схемы жертвы U9.AF24 - U10.48.

Рис. 10. Измерение перекрестных помех при последовательно включаемых агрессорах. Красным показан FEXT на U10.48, синим FEXT на U9.AF24.

Рис. 11. Перекрестные помехи, когда все агрессоры действуют с одной полярностью. Синий - NEXT на U9.AF24, красный FEXT на U10.48.

Заключение

Данная статья объясняет, что связывание может происходить через два явления: емкостной и индуктивный шум. Из-за этого только переключающийся край сигнала будет стимулировать связывание, тогда как секция стабильного состояния нет.

Как только сигнал связался с сетью жертвой, шум будет распространяться в обоих направлениях. Сигнатура перекрестных помех на ближнем конце – это широкий импульс, тогда как электрическая сигнатура перекрестных помех на дальнем конце – это узкий импульс. Также в данной статье показано, что наибольшей вклад в общий шум создают самые ближние к сети жертве агрессоры.

Мы надеемся, что информация в данной статье поможет вам лучше справиться с проблемами целостности сигнала в ваших будущих разработках печатных плат.

Источник: mentor.com

Назад