クロストーク

電子工学において、クロストーク（XT ）とは、伝送システムのある回路またはチャネルで伝送された信号が、別の回路またはチャネルに望ましくない影響を及ぼす現象です。クロストークは通常、ある回路またはチャネルから別の回路またはチャネルへの望ましくない容量性、誘導性、または伝導性結合によって引き起こされます。

2つの電気信号の電界、磁界、または伝播する電界が重なり合うと、電磁干渉が生じ、クロストークが発生します。例えば、クロストークは、隣接する配線に小さな信号を誘導する磁界によって構成されます。

共通の信号戻り経路を共有する電気回路では、戻り経路の電気インピーダンスによって信号間の共通インピーダンス結合によりクロストークが発生する。 [ 1 ] [ 2 ]

クロストークは、構造化ケーブル配線、オーディオエレクトロニクス、集積回路設計、無線通信、およびその他の通信システムにおいて重大な問題です。

ケーブル配線

構造化ケーブルにおいて、クロストークとは、通常は並行して配線されている、シールドなしのツイストペア線から別のツイストペア線への電磁干渉を指します。隣接するツイストペア線を通過する信号は、互いに相互作用する磁場を発生させ、隣接するペア線に干渉を引き起こします。干渉を引き起こすペア線は「妨害ペア」、干渉を受けるペア線は「被妨害ペア」と呼ばれます。

近端クロストーク（NEXT）
NEXTはケーブルのクロストーク除去能力の尺度であり、NEXT値が高いほど、ローカル接続におけるクロストーク除去能力が高くなります。ケーブル内の2つの信号間の干渉は、干渉源となる送信機と同じケーブル端で測定されるため、近端と呼ばれます。特定のケーブルタイプのNEXT値は、通常、デシベル/フィートまたはデシベル/1000フィートで表され、伝送周波数によって異なります。ケーブル配線の一般的な仕様（CAT 5など）には、通常、最小NEXT値が含まれています。[ 3 ]
電力和近端クロストーク（PSNEXT )
PSNEXTは、4対ケーブル（例：カテゴリー6ケーブル）の4対目に影響を及ぼす3対のワイヤペアのNEXTの代数和として、すべての隣接ペアからのクロストーク寄与の合計を含むNEXT測定です。[ 3 ] Superior Modular Productsのホワイトペーパー[ 4 ]では、PSNEXTの試験プロセスは、すべてのペア間クロストークの組み合わせを測定し、各ペアのすべての値を合計することから構成されると述べられています。この仕様は、複数の隣接ペアにおける伝送が試験対象のペアに与える影響を直接的に扱うために開発され、すべての接続ハードウェアおよび関連する通信ケーブルに関連しています。
ケーブル帯域幅が100MHz（カテゴリー5ケーブル帯域幅）を超える場合、カテゴリー6のギガビットイーサネットでは4本のワイヤーペアすべてを同時に双方向に使用するため、PSNEXT（ネクストネクストネクスト）の考慮がさらに重要になります。ワイヤーペアの使用量の増加と帯域幅の拡大により、NEXT（ネクストネクスト）を管理する必要性が高まります。
遠端クロストーク（FEXT）
FEXTは、干渉波送信機を基準としてケーブルの遠端で測定された2対のケーブル間の干渉を測定します。[ 3 ]
等レベル遠端クロストーク（E​​LFEXT）
ELFEXTは減衰補償を施したFEXTを測定する。[ 3 ]
エイリアンクロストーク（AXT）
AXTは、同じケーブルに含まれる信号ではなく、対象のケーブルの近くに配線された他のケーブルによって引き起こされる干渉です。[ 5 ]

音声で

ステレオオーディオ再生において、クロストークとは、あるプログラムチャンネルから別のプログラムチャンネルへの信号漏れのことを指し、チャンネルセパレーションとステレオイメージングを低下させます。ミキシングコンソールのチャンネル間やスタジオフィード間のクロストークは、それぞれ大きく異なるプログラムや素材が伝送される可能性があるため、より顕著な問題となります。

クロストークは電気的な効果であり、クロストーク測定によって定量化できます。クロストーク測定は、オーディオシステムにおいて、あるチャンネルから別のチャンネルへの信号漏れの量を測定するために行われます。英国独立放送局（IBAA）は、クロストーク測定に使用するための加重曲線を公開しており、この曲線は異なる周波数の主観的な聴感特性を適切に考慮しています。国際標準規格が存在しない状況下で、IBA（英国独立放送協会）が廃止されたにもかかわらず、この曲線は今もなお使用されています。

今日のデジタルオーディオシステムでは、ステレオシステムで良好なクロストーク性能を実現することは難しくありませんが、ビニール録音やFM ラジオでは、望ましい数値である -30 dB 程度未満に抑えることは困難です。

その他の例

電気通信や電話においては、クロストークは多くの場合、他者の接続から漏れ出る音声や帯域内信号音として区別されます。 [ 6 ]接続がアナログの場合、クロストークを低減するためにツイストペアケーブルが使用されることがよくあります。あるいは、信号をデジタル形式に変換すると、一般的にクロストークの影響を受けにくくなります。

無線通信では、クロストークはしばしば同一チャネル干渉と呼ばれ、隣接チャネル干渉と関連しています。

集積回路設計において、クロストークとは、ある信号が隣接する別の信号に影響を及ぼすことを指します。通常、結合は容量性で、最も近い信号と結合しますが、他の形態の結合や、より遠くの信号への影響も、特にアナログ設計においては重要になる場合があります。この問題を測定および防止するためのツールについてはシグナルインテグリティを参照してください。また、集積回路基板を介して伝達されるクロストークについては、基板カップリングを参照してください。クロストークの修復には様々な方法がありますが、最も一般的なのは、配線間隔の拡大、配線の順序変更、シールドです。

フルフィールド光コヒーレンストモグラフィーでは、「クロストーク」とは、散乱の激しい物体により、複数の散乱光子が画像面に到達し、コヒーレンス長内でサンプルの深さと一致する経路長を移動した後にコヒーレント信号を生成する現象を指します。

立体 3D ディスプレイでは、クロストークとは、左の画像チャネルと右の画像チャネルの分離が不完全なことを指し、二重露光のように一方のチャネルがもう一方のチャネルににじみ出てゴースト効果が発生します。

参照

参考文献

  1. ^ LearnEMC Webサイト: 共通インピーダンス結合
  2. ^ K.-H. GonschorekとR. Vick：デバイス設計とシステム統合のための電磁両立性、Springer、ベルリン・ハイデルベルク、2009年、 ISBN 978-3-642-03289-9、90ページ
  3. ^ a b c d「カテゴリー5/5Eとカテゴリー6の配線チュートリアルとFAQ」 lanshack.com. 2013年1月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2013年1月5日閲覧。
  4. ^ 「コンポーネントレベルのPowerSumコンプライアンスとRJ21X接続ソリューション（Superior Modular Productsホワイトペーパー）」（PDF） 。 2006年7月16日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2008年9月13日閲覧。
  5. ^ Eliminating alien crosstalk、Communications News、2009年2月、2010年2月9日時点のオリジナルよりアーカイブ
  6. ^ 「クロストーク（XT）」。連邦規格1037C用語集。2018年3月26日閲覧。

パブリックドメイン この記事には、連邦規格1037Cのパブリックドメイン資料が含まれています。一般調達局。2022年1月22日時点のオリジナル記事からのアーカイブ。( MIL-STD-188 をサポート)。

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