Nhiễu xuyên âm là gì?
Nhiễu xuyên âm (crosstalk) là hiện tượng tín hiệu từ một mạch, đường truyền hoặc dây dẫn (gọi là đường gây nhiễu) bị ghép không mong muốn sang một đường dẫn liền kề (đường bị nhiễu). Đây là vấn đề rất đáng quan tâm khi thiết kế layout PCB, bó dây cáp, đầu nối, cũng như trong các thiết kế số tốc độ cao và RF. Biểu diễn nhiễu xuyên âm theo decibel (dB) cho ta một thước đo logarit trực quan, cho biết tín hiệu ghép nhỏ hơn bao nhiêu so với tín hiệu nguồn ban đầu.
Cách sử dụng công cụ này
Hãy nhập điện áp nguồn (mức tín hiệu của đường gây nhiễu) và điện áp ghép (giá trị đo được trên đường bị nhiễu). Công cụ sẽ trả về giá trị nhiễu xuyên âm tính bằng dB. Con số càng âm thì khả năng cách ly càng tốt — tức là mức ghép càng ít. Ví dụ, −40 dB nghĩa là tín hiệu ghép chỉ bằng 1% so với tín hiệu nguồn.
Giải thích công thức
Nhiễu xuyên âm tính bằng decibel được xác định theo công thức:
$$X_{dB} = 20 \cdot \log_{10}\!\left(\frac{V_{ghép}}{V_{nguồn}}\right)$$
Sở dĩ dùng hệ số 20 là vì ở đây ta đang xét tỉ số điện áp (biên độ) chứ không phải tỉ số công suất. Do công suất tỉ lệ với bình phương điện áp, nên hệ số \(10 \cdot \log_{10}\) dùng cho công suất sẽ trở thành \(20 \cdot \log_{10}\) khi tính theo điện áp.
Ví dụ minh họa
Giả sử đường nguồn mang điện áp 1 V và bạn đo được 0,01 V ghép sang đường bên cạnh. Tỉ số sẽ là \(0{,}01 / 1 = 0{,}01\), và $$20 \cdot \log_{10}(0{,}01) = 20 \cdot (-2) = -40 \text{ dB}$$ Như vậy nhiễu xuyên âm là −40 dB, tương ứng với mức ghép điện áp 1%.
Câu hỏi thường gặp
Vì sao kết quả lại là số âm? Khi điện áp ghép nhỏ hơn điện áp nguồn (đây là trường hợp bình thường), tỉ số sẽ nhỏ hơn 1 và logarit của nó là số âm. Vì vậy, khả năng cách ly tốt sẽ thể hiện bằng một giá trị dB âm lớn.
Giá trị nhiễu xuyên âm bao nhiêu là tốt? Điều này tùy thuộc vào ứng dụng cụ thể, nhưng với các đường truyền tốc độ cao sạch, người ta thường nhắm tới các giá trị khoảng −30 dB đến −60 dB hoặc thấp hơn — càng âm thì càng tốt.
Công cụ dùng công suất hay điện áp? Công cụ này sử dụng tỉ số điện áp theo dạng \(20 \cdot \log_{10}\). Nếu bạn có tỉ số công suất, hãy dùng \(10 \cdot \log_{10}\) thay thế.
