Estudo de técnicas aplicadas à redução do efeito Crosstalk em placas de circuito impresso

Abstract

O efeito Crosstalk é uma das maiores preocupações para integridade de sinal e compatibilidade eletromagnética em circuitos eletrônicos de alta frequência. Com o avanço da tecnologia, as placas eletrônicas estão se tornando cada vez mais compactas e complexas, exigindo ao projetista o uso de soluções que comprometem a integridade de sinal e aumentam o crosstalk, como por exemplo, o uso de um número maior de componentes, placas multilayers e vias de interconexões. O objetivo deste trabalho é o estudo de técnicas para mitigação do efeito crosstalk em placas de circuito impresso (PCI). Para isso, foram analisadas as funções de transferência de algumas placas com diferentes combinações de técnicas, dentro do intervalo de frequência de 400 kHz a 1 GHz, utilizando o dispositivo VNA (Analisador Vetorial de Redes). As técnicas estudadas foram: distância entre trilhas em relação à espessura, regra de 3W, plano de referência e trilha de guarda. Todas tiveram bons resultados com atenuação significante e redução no acoplamento existente no modelo de linha de transmissão (TLM). Contudo, em algumas faixas de frequência, os resultados não foram tão bons. Logo, para usá-las, é necessário conhecer a harmônica que está gerando o ruído para poder aplicar a técnica mais eficiente.

Crosstalk is one of the major concerns for signal integrity and electromagnetic compati- bility in high frequency electronic circuits. With the advancement of technology, electronic boards are becoming increasingly compact and complex, requiring the designer to use solutions that compromise signal integrity and increase crosstalk, such as the use of more components, multilayers boards and interconnection vias. The aim of this work is to study techniques for mitigating the crosstalk effect on printed circuit boards (PCB). For this purpose, the transfer functions of some boards with different combinations of techniques were analyzed, within the frequency range of 400 kHz to 1 GHz, using the VNA (Vector Network Analyzer) device. The studied techniques were: width between tracks in relation to thickness, 3W rule, reference plane and guard trace. All of them had good results with significant attenuation and reduction in existing coupling in the transmission line model (TLM). However, in some frequency ranges, the results were not so good. Therefore, to use them, it is necessary to know the harmonic that is generating the noise in order to apply the most efficient technique.