[PCB EMI] NEXT, FEXT 파형 (53)

시간 영역에서의 Cross talk 분석

시간 영역에서 관찰되는 NEXT(Near-End Crosstalk)와 FEXT(Far-End Crosstalk) 파형의 특성을 분석하여 cross talk의 시간적 거동을 이해합니다.

 

NEXT와 FEXT 파형의 기본 특성은 무엇인가요?

Cross talk는 인접 신호선(Aggressor)의 변화에 의해 유발됩니다. NEXT는 일반적으로 Aggressor 신호와 반대 극성을 가지며 지속 시간이 짧고, 수신 지점이 가까워서 FEXT보다 큰 크기를 가집니다. 반면 FEXT는 상대적으로 신호 전파 시간만큼 지연되며, 파형의 폭이 넓고 크기는 작습니다.

 

시간 영역에서 파형은 어떻게 나타나나요?

Aggressor 입력(IN)이 인가되면, Victim 선로의 근접한 위치에서 순간적인 NEXT가 발생합니다. 이 파형은 용량성 및 유도성 결합에 의한 결과로, 신호의 변화율에 비례하는 경향이 있습니다.

FEXT는 신호 전파 지연 이후 Victim 선로의 먼 끝에 나타납니다. 파형은 넓은 형태로 나타나며, Aggressor 신호의 상승 시간 및 결합 경로의 누적 효과에 따라 영향을 받습니다.

 

NEXT 파형의 크기는 어떻게 계산되나요?

NEXT의 크기(A)는 다음과 같은 식으로 근사 표현할 수 있습니다.

여기서 l은 결합 길이, Cm은 상호 커패시턴스, C11은 자가 커패시턴스, Lm은 상호 인덕턴스, L11은 자가 인덕턴스, dVs/dt는 Aggressor 신호의 변화율입니다. NEXT는 결합 길이에 비례하며, 신호 변화율이 클수록 크기가 증가합니다.

 

FEXT 파형의 크기는 어떻게 구하나요?

FEXT의 크기(B)는 아래 식으로 근사할 수 있습니다.

여기서 Vs는 신호 크기, T는 신호 상승 시간, R은 선로 임피던스입니다. FEXT는 결합 길이에 비례하며, (Lm/L11)과 (Cm/C11)의 차이에 따라 파형의 극성과 크기가 달라질 수 있습니다.

 

결합 계수는 Cross talk에 어떤 영향을 주나요?

자가 성분은 다음과 같은 관계를 가집니다.

C11 = C10 + Cm, L11 = L10 + Lm

FEXT는 상호 인덕턴스 비율(Lm/L11)과 상호 커패시턴스 비율(Cm/C11)의 차이에 따라 결정됩니다. 이 두 비율이 유사하면 FEXT가 상쇄되는 효과가 발생할 수 있습니다. 스트립라인 구조에서는 이 비율이 유사하게 설계되므로 FEXT 캔슬링 효과가 잘 나타납니다.

 

마무리하며

NEXT는 짧고 강한 펄스로 신호 변화 직후 발생하며, FEXT는 지연된 후 상대적으로 넓고 약한 파형으로 나타납니다. 시간 영역에서의 Cross talk 특성을 이해하면 보다 정밀한 설계와 신호 간섭 억제 전략 수립이 가능합니다.