[PCB EMI] NEXT, FEXT 구조 (52)

Cross talk 발생 메커니즘 심층 분석

Cross talk의 주요 형태인 NEXT(Near-End Crosstalk)와 FEXT(Far-End Crosstalk)가 어떤 방식으로 발생하는지 그 내부 메커니즘을 분석합니다. Aggressor 신호의 변화가 Victim 선로에 어떻게 영향을 주는지 설명합니다.

 

NEXT는 어떻게 발생하나요?

Aggressor 선로에 급격한 신호 천이가 생기면, 상호 커패시턴스(Cm)와 상호 인덕턴스(Lm)를 통해 Victim 선로에 전류와 전압이 유기됩니다. 이 유기된 성분은 Victim의 가까운 끝에서 NEXT로 관측됩니다.

• 용량성 결합: Aggressor의 전압 변화는 Cm을 통해 Victim에 전류를 유도합니다. 이 전류는 양방향으로 전파됩니다.
• 유도성 결합: Aggressor의 전류 변화는 Lm을 통해 Victim에 전압을 유기하며, 이 역시 전류로 변환되어 양방향으로 이동합니다.

 

NEXT 파형의 특징은 무엇인가요?

NEXT는 Aggressor의 신호 변화 직후 나타나며, 이후 신호 천이가 없으면 새로 발생하지 않습니다. 파형은 Aggressor의 시간적 변화율과 Victim의 임피던스에 따라 결정됩니다. 일반적으로 펄스 형태이며, 크기는 FEXT보다 큽니다. 2TD(왕복 시간) 이후에는 반사된 신호의 영향도 받을 수 있습니다.

 

FEXT는 어떤 방식으로 형성되나요?

FEXT는 Aggressor 신호가 선로를 따라 진행하면서 발생한 유도 및 용량성 결합이 Victim의 먼 끝에 누적되어 나타납니다. 이때 각 지점에서 유기된 전류들이 한 방향으로 모여 FEXT를 형성합니다.

FEXT는 신호의 적분 형태에 가까우며, NEXT보다 크기가 작고 시간적으로 지연되어 나타납니다. 파형은 선로 길이와 주파수에 따라 크기와 형태가 달라집니다.

 

Cross talk의 극성은 어떻게 결정되나요?

• Aggressor 신호의 상승/하강 시간에 따라 NEXT와 FEXT의 극성이 결정됩니다.
• NEXT는 Aggressor 신호의 미분과 유사한 짧은 펄스 형태입니다.
• FEXT는 신호 자체와 유사하지만, 진행 거리와 주파수에 따라 파형 왜곡이 발생할 수 있습니다.

 

마무리하며

NEXT와 FEXT는 서로 다른 위치와 메커니즘으로 발생하며, 이를 정확히 이해하면 cross talk을 최소화하는 설계 전략 수립에 도움이 됩니다.