In hoë spoed PCB ontwerp word, word die toepassing van differensiële sein (DIFFerensiële sein) al hoe meer omvangryk, en die mees kritieke sein in die stroombaan word dikwels met ‘n differensiële struktuur ontwerp. Hoekom is dit so? In vergelyking met gewone enkel-einde sein roetering, het differensiële seine die voordele van sterk anti-interferensie vermoë, effektiewe onderdrukking van EMI, en presiese tydsberekening posisionering.

Differensiële sein PCB bedrading vereistes

Op die stroombaanbord moet die differensiële spore twee lyne van gelyke lengte, gelyke breedte, nabyheid en op dieselfde vlak wees.

1. Gelyke lengte: Gelyke lengte beteken dat die lengte van die twee lyne so lank as moontlik moet wees, om te verseker dat die twee differensiële seine te alle tye teenoorgestelde polariteite behou. Verminder algemene modus komponente.

2. Gelyke breedte en gelyke afstand: Gelyke breedte beteken dat die breedte van die spore van die twee seine dieselfde gehou moet word, en gelyke afstand beteken dat die afstand tussen die twee drade konstant en parallel gehou moet word.

3. Minimale impedansieverandering: Wanneer ‘n PCB met differensiële seine ontwerp word, is een van die belangrikste dinge om die teikenimpedansie van die toepassing uit te vind, en dan die differensiaalpaar daarvolgens te beplan. Hou ook die impedansieverandering so klein as moontlik. Die impedansie van die differensiaallyn hang af van faktore soos spoorwydte, spoorkoppeling, koperdikte en PCB-materiaal en stapeling. Wanneer jy probeer om enigiets te vermy wat die impedansie van ‘n differensiële paar verander, oorweeg elkeen van hulle.

Algemene misverstande in PCB differensiële seinontwerp

Misverstand 1: Daar word geglo dat die differensiële sein nie ‘n grondvlak as ‘n terugkeerpad benodig nie, of dat die differensiële spore ‘n terugkeerpad vir mekaar verskaf.

Die rede vir hierdie misverstand is dat hulle deur oppervlakkige verskynsels verwar word, of die meganisme van hoëspoedseinoordrag is nie diep genoeg nie. Differensiële stroombane is onsensitief vir soortgelyke grondbons en ander geraasseine wat op die krag- en grondvlakke mag bestaan. Die gedeeltelike terugkeer-kansellasie van die grondvlak beteken nie dat die differensiële stroombaan nie die verwysingsvlak as die sein-terugpad gebruik nie. Trouens, in die seinretouranalise is die meganisme van differensiële bedrading en gewone enkelbedrading dieselfde, dit wil sê, hoëfrekwensie seine is altyd Hervloei langs die lus met die kleinste induktansie. Die grootste verskil is dat die differensiaallyn benewens die koppeling aan die grond ook onderlinge koppeling het. Watter soort koppeling is sterk, en watter een word die hoofreturpad.

In PCB-stroombaanontwerp is die koppeling tussen differensiële spore oor die algemeen klein, wat dikwels slegs 10-20% van die koppelingsgraad uitmaak, en meer is die koppeling aan die grond, so die hoofretoerpad van die differensiële spoor bestaan ​​steeds op die grond vliegtuig. Wanneer daar ‘n diskontinuïteit in die grondvlak is, sal die koppeling tussen die differensiële spore in die area sonder ‘n verwysingsvlak die hoofreturpad verskaf, alhoewel die diskontinuïteit van die verwysingsvlak geen impak het op die differensiële spore op die gewone enkelpunt spore Dit is ernstig, maar dit sal steeds die kwaliteit van die differensiële sein verminder en EMI verhoog, wat soveel as moontlik vermy moet word.

Daarbenewens glo sommige ontwerpers dat die verwysingsvlak onder die differensiële spoor verwyder kan word om ‘n deel van die gemeenskaplike modussein in differensiële transmissie te onderdruk. Hierdie benadering is egter nie in teorie wenslik nie. Hoe om die impedansie te beheer? Die verskaffing van ‘n grondimpedansielus vir die gemeenskaplike-modus sein sal noodwendig EMI-bestraling veroorsaak. Hierdie benadering doen meer skade as goed.

Misverstand 2: Daar word geglo dat die behoud van gelyke spasiëring belangriker is as om lynlengte te pas.

In die werklike PCB-uitleg is dit dikwels nie moontlik om terselfdertyd aan die vereistes van differensiële ontwerp te voldoen nie. As gevolg van die bestaan ​​van faktore soos penverspreiding, vias en bedradingspasie, moet die doel van lynlengte-passing bereik word deur behoorlike wikkeling, maar die gevolg moet wees dat sommige areas van die differensiële paar nie parallel kan wees nie. Die belangrikste reël in die ontwerp van PCB differensiële spore is die ooreenstemmende lynlengte. Ander reëls kan buigsaam hanteer word volgens ontwerpvereistes en werklike toepassings.

Misverstand 3: Dink dat die differensiële bedrading baie naby moet wees.

Om die differensiële spore naby te hou, is niks meer as om hul koppeling te verbeter nie, wat nie net immuniteit teen geraas kan verbeter nie, maar ook die teenoorgestelde polariteit van die magnetiese veld ten volle kan benut om elektromagnetiese interferensie na die buitewêreld te verreken. Alhoewel hierdie benadering in die meeste gevalle baie voordelig is, is dit nie absoluut nie. As ons kan verseker dat hulle ten volle teen eksterne inmenging beskerm word, hoef ons nie sterk koppeling te gebruik om teen-inmenging te bewerkstellig nie. En die doel om EMI te onderdruk.

Hoe kan ons goeie isolasie en afskerming van differensiële spore verseker? Die verhoging van die spasiëring met ander seinspore is een van die mees basiese maniere. Die elektromagnetiese veldenergie neem af met die kwadraat van die afstand. Oor die algemeen, wanneer die lynspasiëring 4 keer die lynwydte oorskry, is die interferensie tussen hulle uiters swak. Kan geïgnoreer word.