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PCB

PCB-Crosstalk-Rechner

Schätzen Sie den Übersprechkopplungskoeffizienten für Leiterbahnen, NEXT, FEXT und die kritische Kopplungslänge für die Signalintegritätsanalyse auf PCB-Layouts

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Formel

K ≈ W/(W+S) × exp(−S/h), NEXT = −20 log₁₀(2/K)

K— Coupling coefficient
W— Trace width (mm)
S— Trace spacing (mm)
h— Dielectric height (mm)
L_crit— Critical length (λ/4) (mm)

Wie es funktioniert

Crosstalk in Leiterplatten (PCBs) ist ein elektromagnetisches Interferenzphänomen, bei dem Signale in benachbarten Leiterbahnen unerwünschte elektrische Störungen hervorrufen. Dies ist auf die Nähe und parallele Verlegung der Signalleitungen zurückzuführen, wodurch eine elektromagnetische Kopplung zwischen den Leitern entsteht. Das induzierte Rauschen kann die Signalintegrität beeinträchtigen und zu potenziellen Zeitfehlern, Signalverzerrungen und einer verringerten Gesamtsystemleistung führen.

Bearbeitetes Beispiel

Betrachten Sie zwei parallele Leiterbahnen mit den folgenden Parametern: Leiterbahnabstand = 0,2 mm, Leiterbahnlänge = 100 mm, Signalfrequenz = 10 MHz. Verwenden Sie die Formel für den Übersprechkopplungskoeffizienten: Crosstalk = (k * V1)/(1 + Impedanzverhältnis), wobei k der Kopplungskoeffizient ist. Unter der Annahme, dass k = 0,05 und V1 = 3,3 V ist, würde die induzierte Übersprechspannung ungefähr 0,165 V betragen, was eine erhebliche potenzielle Interferenz darstellt.

Praktische Tipps

  • ✓Erhöhen Sie den Leiterbahnabstand, um elektromagnetische Kopplung zu minimieren
  • ✓Verwenden Sie Grundflächen zwischen Signallagen, um Übersprechen zu reduzieren
  • ✓Verwenden Sie differentielle Signalisierungstechniken für rauschempfindliche Schaltungen
  • ✓Verwenden Sie elektromagnetische Simulationswerkzeuge für eine präzise Crosstalk-Vorhersage

Häufige Fehler

  • ✗Ignorieren der Leiterbahnnähe beim Routing von Hochgeschwindigkeitssignalen
  • ✗Nichtberücksichtigung frequenzabhängiger Übersprecheffekte
  • ✗Vernachlässigung der Impedanzanpassung in Signalpfaden

Häufig gestellte Fragen

Elektromagnetische Kopplung zwischen benachbarten Signalspuren, verursacht durch deren Nähe und parallele Leitung.
Durch Erhöhung der Leiterbahntrennung, Verwendung von Masseflächen, Implementierung differentieller Signalisierung und sorgfältiges PCB-Layoutdesign.
Wird in der Regel bei Frequenzen über 10 MHz kritisch, mit zunehmender Auswirkung bei höheren Signalraten.

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