In высакахуткасная друкаваная плата канструкцыі, прымяненне дыферэнцыяльнага сігналу (DIFferential Signal) становіцца ўсё больш і больш шырокім, і найбольш крытычны сігнал у схеме часта распрацаваны з дыферэнцыяльнай структурай. Чаму гэта так? У параўнанні са звычайнай маршрутызацыяй аднаканцовага сігналу, дыферэнцыяльныя сігналы маюць перавагі: моцную анты-перашкодную здольнасць, эфектыўнае падаўленне EMI ​​і дакладнае вызначэнне часу.

Патрабаванні да праводкі друкаванай платы дыферэнцыяльнага сігналу

На друкаванай плаце дыферэнцыяльныя сляды павінны быць дзве лініі аднолькавай даўжыні, аднолькавай шырыні, блізкасці і на адным узроўні.

1. Роўная даўжыня: роўная даўжыня азначае, што даўжыня дзвюх ліній павінна быць як мага даўжэйшай, каб гарантаваць, што два дыферэнцыяльныя сігналы заўсёды захоўваюць супрацьлеглыя палярнасці. Паменшыць кампаненты агульнага рэжыму.

2. Роўная шырыня і аднолькавая адлегласць: Роўная шырыня азначае, што шырыня слядоў двух сігналаў павінна быць аднолькавай, а роўная адлегласць азначае, што адлегласць паміж двума правадамі павінна быць пастаяннай і паралельнай.

3. Мінімальнае змяненне імпедансу: пры распрацоўцы друкаванай платы з дыферэнцыяльнымі сігналамі адной з самых важных рэчаў з’яўляецца высвятленне мэтавага імпедансу прыкладання, а затым адпаведнае планаванне дыферэнцыяльнай пары. Акрамя таго, трымайце змяненне імпедансу як мага меншым. Супраціў дыферэнцыяльнай лініі залежыць ад такіх фактараў, як шырыня трасы, сувязь трас, таўшчыня медзі, матэрыял і накладка друкаванай платы. Калі вы спрабуеце пазбегнуць чаго-небудзь, што змяняе імпеданс дыферэнцыяльнай пары, улічвайце кожны з іх.

Распаўсюджаныя непаразуменні ў дызайне дыферэнцыяльнага сігналу друкаванай платы

Непаразуменне 1: Лічыцца, што дыферэнцыяльны сігнал не мае патрэбу ў плоскасці зямлі ў якасці зваротнага шляху, або што дыферэнцыяльныя трасы забяспечваюць зваротны шлях адзін для аднаго.

Прычына гэтага непаразумення ў тым, што іх бянтэжаць павярхоўныя з’явы, або механізм хуткаснай перадачы сігналу недастаткова глыбокі. Дыферэнцыяльныя схемы неадчувальныя да падобных адскокаў ад зямлі і іншых сігналаў шуму, якія могуць існаваць на плоскасцях харчавання і зазямлення. Частковае адмяненне вяртання плоскасці зазямлення не азначае, што дыферэнцыяльная схема не выкарыстоўвае апорную плоскасць у якасці шляху зваротнага сігналу. Фактычна, пры аналізе зваротнага сігналу механізм дыферэнцыяльнай праводкі і звычайнай разводкі аднолькавы, гэта значыць, высокачашчынныя сігналы заўсёды перацякаюць па контуры з найменшай індуктыўнасцю. Самая вялікая розніца ў тым, што акрамя счаплення з зямлёй дыферэнцыяльная лінія таксама мае ўзаемную сувязь. Якая сувязь моцная, а якая становіцца галоўным зваротным шляхам.

У распрацоўцы схемы друкаванай платы сувязь паміж дыферэнцыяльнымі трасамі, як правіла, невялікая, часта складае толькі 10-20% ступені сувязі, і больш – гэта сувязь з зямлёй, таму асноўны зваротны шлях дыферэнцыяльнай трасы ўсё яшчэ існуе на зямлі. самалёт . Калі ў плоскасці зямлі ёсць разрыў, сувязь паміж дыферэнцыяльнымі трасамі ў зоне без апорнай плоскасці будзе забяспечваць асноўны зваротны шлях, хоць разрыў апорнай плоскасці не ўплывае на дыферэнцыяльныя трасы на звычайным аднатыпным сляды Гэта сур’ёзна, але гэта ўсё роўна прывядзе да зніжэння якасці дыферэнцыяльнага сігналу і павелічэння EMI, чаго варта пазбягаць, наколькі гэта магчыма.

Акрамя таго, некаторыя распрацоўшчыкі лічаць, што апорная плоскасць пад дыферэнцыяльным следам можа быць выдаленая для падаўлення часткі синфазного сігналу пры дыферэнцыяльнай перадачы. Аднак тэарэтычна такі падыход непажаданы. Як кантраляваць імпеданс? Адсутнасць контуру імпедансу зазямлення для сінфальнага сігналу непазбежна прывядзе да выпраменьвання ЭМП. Такі падыход прыносіць больш шкоды, чым карысці.

Непаразуменне 2: Лічыцца, што захаванне роўнага інтэрвалу важней, чым адпаведнасць даўжыні радка.

У фактычнай кампаноўцы друкаванай платы часта немагчыма адначасова задаволіць патрабаванні дыферэнцыяльнага дызайну. З-за існавання такіх фактараў, як размеркаванне штыфтоў, прахадныя адтуліны і прастора для праводкі, мэта ўзгаднення даўжыні лініі павінна быць дасягнута шляхам правільнай абмоткі, але ў выніку павінна быць тое, што некаторыя вобласці дыферэнцыяльнай пары не могуць быць паралельнымі. Найбольш важным правілам у распрацоўцы дыферэнцыяльных трас друкаванай платы з’яўляецца адпаведнасць даўжыні лініі. Іншыя правілы можна гнутка апрацоўваць у адпаведнасці з патрабаваннямі да праектавання і рэальнымі дадаткамі.

Непаразуменне 3: думайце, што дыферэнцыяльная праводка павінна быць вельмі блізка.

Падтрыманне дыферэнцыяльных слядоў блізка – гэта не што іншае, як узмацненне іх сувязі, што можа не толькі палепшыць устойлівасць да шуму, але і ў поўнай меры выкарыстоўваць супрацьлеглую палярнасць магнітнага поля, каб кампенсаваць электрамагнітныя перашкоды знешняга свету. Нягледзячы на ​​тое, што гэты падыход у большасці выпадкаў вельмі карысны, ён не з’яўляецца абсалютным. Калі мы можам гарантаваць, што яны цалкам абаронены ад знешніх умяшанняў, то нам не трэба выкарыстоўваць моцнае злучэнне для дасягнення перашкод. І мэта падаўлення EMI.

Як мы можам забяспечыць добрую ізаляцыю і экранаванне дыферэнцыяльных слядоў? Павелічэнне інтэрвалу з дапамогай іншых сігнальных трас – адзін з самых асноўных спосабаў. Энергія электрамагнітнага поля памяншаецца з квадратам адлегласці. Як правіла, калі міжрадковы інтэрвал у 4 разы перавышае шырыню лініі, інтэрферэнцыя паміж імі вельмі слабая. Можна ігнараваць.