Integridad de la Señal - Crosstalk 🚧

Cuando una señal viaja a lo largo de una línea de señal, induce señales relacionadas en las líneas de señal adyacentes en la placa PCB, lo cual se conoce como crosstalk. El crosstalk suele manifestarse como interferencias o "espículas". Esta interferencia se produce debido al acoplamiento causado por la inductancia parásita entre las líneas de transmisión, lo que resulta en la distorsión de la señal.

El crosstalk se divide en Near-End Crosstalk (NEXT) y Far-End Crosstalk (FEXT).

Como se puede ver en la imagen, la línea superior transmite una señal con transiciones abruptas. En la región coloreada en rosa, dos líneas de conducción están muy cerca una de la otra (lo que no cumple con el principio de los 3W), lo que genera crosstalk. Las líneas inferiores son las que se ven afectadas por esta interferencia.

Cuando la señal con transiciones abruptas entra en la zona de interferencia (área rosa), comienza a producirse el crosstalk:

Se puede observar que, debido a que la fuente de interferencia se desplaza y emite en dos direcciones al mismo tiempo, a medida que avanza el tiempo, las formas de onda de interferencia en la misma dirección que la señal se superponen, mientras que las formas de onda en dirección opuesta permanecen inalteradas.

Cuando la señal con transiciones abruptas sale de la zona de interferencia, las formas de onda elevadas en la línea afectada comienzan a desvanecerse y se propagan en direcciones opuestas:

Finalmente, la interferencia recibida en el extremo cercano/lejano se ve de la siguiente manera:

Métodos para reducir el crosstalk:

• Aumentar la separación entre las líneas de transmisión: principio de los 3W.
• Acercar las líneas de señal a la tierra.
• Reducir la longitud de acoplamiento entre líneas de transmisión paralelas.
• Aumentar el tiempo de subida o bajada de la señal: cuando las condiciones temporales lo permiten, esto puede reducir el impacto de las señales de alta frecuencia.
• Utilizar técnicas de terminación adecuadas: debilitar o eliminar las reflexiones de la señal para reducir la intensidad del crosstalk.

Referencias y Agradecimientos

• "Análisis de Integridad de Señal y de Integridad de Alimentación"
• "Revelando la Integridad de la Señal: Notas de Diseño SI del Dr. Yu"
• Lo Que Todo Diseñador de PCB Debe Saber: Explicación del Crosstalk (con Eric Bogatin)
• "Normas de Pruebas de Integridad de Señal de Hardware SI"
• Análisis de Crosstalk en Líneas de Transmisión

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