クロストークのイメージ

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クロストークがどうして起こるのか分布定数回路でイメージを描いてみる。ここの説明は「高速デジタル信号の伝送技術」(エリック・ボガティン)を参考にしている。

まず容量性結合によって信号線1から信号線2へ流れ込む電流を考える。信号線1の立ち上がりエッジではCmを通して信号線2に電流が流れ込む。これは信号線2から見ると定電流源が前方に移動しているように見える。この流れ込んだ電流は前後に半分づつ流れていくので、後方には常に一定の電流がながれ、前方にはどんどん積み上がった電流が進んでいく

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次に誘導性結合によって信号線1が信号線2に誘導する電流を考える。信号線1の立ち上がりエッジではLmを通して信号線2に電流が誘導される。したがって容量性結合のときと同様に、誘導された電流は前後に半分づつ流れていくので、後方には常に一定の電流がながれ、前方にはどんどん積み上がった電流が進んでいく。ここでさっきと異なるのは誘導電流の方向が逆向きな点である。

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上記の両者を足すと、

後方に進む電流は容量性結合と誘導性結合とが足しあわされるのでやはり一定の電流が流れ続ける。これが「近端クロストーク」Near-end Crosstalk(NEXT)になる。

前方に進む電流は通常はキャンセルされてしまうが、もしマイクロストリップラインのように基材と空気がある線路の場合は誘導性結合が変わらないのに対して容量性結合は空気の低εによって弱くなるからキャンセルされずに積み上がっていく。これが「遠端クロストーク」Far-end Crosstalk(FEXT)になる。

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近端、遠端という言葉は紛らわしいのだが、ドライバから見て遠くの端(レシーバ端)で起きるノイズが遠端クロストークというわけではない。例えばTEM波ならば「近端クロストーク」のみ発生し「遠端クロストーク」は発生しないが、レシーバ端でクロストークノイズが発生しないわけではなく、反射波による「近端クロストーク」が発生する。

「近端クロストーク」と「遠端クロストーク」の区別は、立ち上がり波形の波頭で誘導される電流ノイズが、波頭から見て後方に伝わるのか前方に伝わるのかという物理的性質で区別される。したがって、よりふさわしくBackward CrosstalkForward Crosstalkとも呼ばれている。


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