crosstalk

PRÀCTICA 2 CROSSTALK EN PCB
Roger Miranda Valls 1270861
Marc Pradas Castells 1207941
Jordi Puy Torregrosa 1281014

La majoria de problemes de EMC en un circuit imprès són degudes a l’acoblament
mutu entre les pistes adjacents de la placa i, per tant, és important quantificar aquest efecte abans
de poder fabricar aquest circuit. D’acord amb la geometria de la següent figura (considerar ungruix de substrat de h = 62 mils), es demana:
a) Representar els coeficients d’acoblament Near-End i Far-End (en dB) tal com es mostra a les
gràfiques adjuntes quan: i) RS11 = RL11 = RL22 = 50 Ω ii) RS11 = RL11 = RL22 = 1 kΩ. Suposar
el cas sense pèrdues. NOTA: Recordeu que el model circuital d’una línia de transmissió és vàlid
quan és elèctricament petit (~ λ/10). (3p)

El mil es la mínimaunitat de longitud en el sistema angles de mesures, es la mil·lèsima part d’una
polsada. Equivalen a 0,0254 mil·límetres. Per tant ja podem fer la conversió:

DIMENSIONS

VALORS

Altura dels conductors

0,1mm

Gruix entre conductors

2,54 mm

Gruix dels conductors

2,54 mm

Altura del substrat
1,5748 mm
Figura 1. Dimensions del circuit
Si es té en compte que el modelcircuital d’una línia de transmissió és vàlid quan és elèctricament ƛ/10, el
nombre de seccions vindrà determinat per la següent fórmula:
𝜆=
𝑛=

𝑐
𝑐
3 · 108
→ 𝜆𝑚𝑖𝑛 =
=
= 0.3𝑚
𝑓
𝑓max
109

𝐿
0.2𝑚
=
= 6.667 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑠 𝜋 ≈ 7 𝑠𝑒𝑐𝑐𝑖𝑜𝑛𝑠 𝜋
0.1 · 𝜆𝑚𝑖𝑛 0.1 · 0.3𝑚

Per tant, modelarem la línia de transmissió amb 6 seccions π(perquè amb la versió PSPICE Student no
deixa fer-ho amb 7 𝜋 seccions). Seguidament, creem al programa LC-CALC el dielèctric i els dos
conductors, a partir de les dades obtingudes anteriorment.

Figura 2. Geometria de la línia PCB ( dues pistes adjacents) amb el LC_CALC
Un cop hem dibuixat la imatge anterior, a partir del mètode de diferencies finites, el programa generarà
les matrius de capacitat, d’inductància mútua i resistències paràsites.

Figura 3.Matrius de capacita i inductància,
Ara només quedarà modificar el fitxer creat per tal de de determinar els ports d’entrada, sortida i per crear
un objecte, per poder treballar-hi amb PSPICE. El fitxer es troba en el apèndix.

i)

RS11 = RL11 = RL22 = 50 Ω

El circuit que ens mostra la figura 4 l'hem elaborat després d'haver creat un arxiu .cir amb les
característiques pertinentsespecificades amb comandes de text i haver-ho inserit en el programa PSPICE.
Aquest circuit ens permetrà poder calcular els coeficients d'acoblament Near-End i Far-End. Si ens
tornem a fixar en la figura 4 podem distingir la linia 0, linia 1 i linia 2 que corresponent a la referència, la
víctima i la font respectivament , tenint en compte que al començament de la linia , totes tenen un
recorregut de 0metres.
Les altres distàncies que ens queden són de z=0.2m, amb 3 de referència , 4 de la víctima i 5 de la font ,
és a dir , la font te una amplitud 1V acabant amb una resistència de 50 Ω i la víctima amb dues de 50 Ω.

Figura 4. Esquema circuit PSPICE ( 50 Ω)

Si volem obtenir els coeficients de crosstalk Near-End i Far-End hem de fer un escombrat en freqüència.
El coeficient Near-Ends'expressa com el voltatge induït d’una línia que incideix a una víctima en el
mateix extrem de la línia interferent amb una longitud de z=0.
𝐶𝑇𝑁𝐸 =

𝑉𝑉𝐶 𝑍=0
𝑉𝑆𝑂𝑈𝑅𝐶𝐸

Com a conclusió observant el resultat de la simulació (Fig.5) podem afirmar que la resposta en la víctima
serà acceptable amb longitud de línia 0 sempre i quan la freqüència sigui inferior a 1 GHZ , ja que la
gràfica ens mostraque el coeficient Near-End té una resposta lineal fins gairebé 1 GHZ , on a partir
d’aquí comença a oscil·lar ja que apareix una freqüència de ressonància.

Figura 5. Coeficient Crosstalk Near-End (50Ω)
El coeficient Far-End s'expressa com el voltatge induït d’una línia que incideix a una víctima en l'altre
extrem de la línia respecte al transmissor que interfereix amb una longitud z=L....