In PCB ad alta velocità cuncepimentu, l ‘applicazzioni di signali differenziale (Signal Differential) hè diventata di più è più largu, è u signali più critichi in u circuitu hè spessu cuncepitu cù una struttura differenziale. Perchè hè cusì ? In cunfrontu cù l’instradamentu di signale unicu ordinariu, i segnali differenziali anu i vantaghji di una forte capacità anti-interferenza, una suppressione efficace di EMI è un posizionamentu precisu di timing.

Requisiti di cablaggio PCB di signale differenziale

Nantu à u circuit board, i tracce differenziali deve esse dui linii di uguali lunghezza, uguali larghezza, vicinu vicinu, è à u listessu livellu.

1. Lunghezza uguale: Lunghezza uguale significa chì a lunghezza di e duie linee deve esse u più longu pussibule, per assicurà chì i dui signali differenziali mantenenu polarità opposte in ogni mumentu. Reduce cumpunenti di modu cumuni.

2. Uguali larghezza è uguali distanza: Uguali larghezza significa chì a larghezza di e tracce di i dui signali ci vole à mantene u listessu, è uguali distanza significa chì a distanza trà i dui fili deve esse manteni custanti è paralleli.

3. Cambiamentu di impedenza minima: Quandu cuncepisce un PCB cù segnali differenziali, una di e cose più impurtanti hè di scopre l’impedenza di destinazione di l’applicazione, è poi pianificà u paru differenziale in cunseguenza. Inoltre, mantene u cambiamentu di impedenza u più chjucu pussibule. L’impedenza di a linea differenziale dipende da fatturi cum’è a larghezza di traccia, l’accoppiamentu di traccia, u spessore di rame, è u materiale PCB è stackup. Quandu pruvate d’evità qualcosa chì cambia l’impedenza di un paru differenziale, cunsiderà ognunu di elli.

Malintesi cumuni in u disignu di u signale differenziale PCB

Misunderstanding 1: Si crede chì u signale differenziale ùn hà micca bisognu di un pianu di terra cum’è una strada di ritornu, o chì e tracce differenziali furniscenu un caminu di ritornu per l’altri.

U mutivu di stu malintesi hè chì sò cunfunditi da i fenomeni superficiali, o u miccanisimu di trasmissioni di signali d’alta veloce ùn hè micca abbastanza prufonda. I circuiti differenziali sò insensibili à i rimbalzi di terra simili è altri signali di rumore chì ponu esse in i piani di putenza è di terra. L’annullamentu di ritornu parziale di u pianu di terra ùn significa micca chì u circuitu differenziale ùn usa micca u pianu di riferimentu cum’è u percorsu di ritornu di u signale. In fatti, in l ‘analisi di ritornu signali, u miccanisimu di cablaggio differenziale è cablaggio ordinariu single-ended hè u listessu, vale à dì, signali high-frequency sò sempre Reflow longu u ciclu cù u più chjucu inductance. A più grande diferenza hè chì in più di l’accoppiamentu à a terra, a linea differenziale hà ancu un accoppiamentu mutuale. Qualessu tipu di accoppiamentu hè forte, è quale diventa a strada principale di ritornu.

In u disignu di u circuitu PCB, l’accoppiamentu trà e tracce differenziali hè in generale chjuca, spessu cuntandu solu per 10-20% di u gradu di accoppiamentu, è più hè l’accoppiamentu à a terra, cusì a strada principale di ritornu di a traccia differenziale esiste sempre in terra. aviò. Quandu ci hè una discontinuità in u pianu di terra, l’accoppiamentu trà e tracce differenziali in l’area senza un pianu di riferimentu furnisce a strada principale di ritornu, anche se a discontinuità di u pianu di riferimentu ùn hà micca impattu nantu à e tracce differenziali nantu à l’ordinariu unicu. tracce Hè seriu, ma ancu riducerà a qualità di u segnu differenziale è cresce EMI, chì deve esse evitata quant’è pussibule.

Inoltre, certi diseggiani credi chì u pianu di riferimentu sottu à a traccia differenziale pò esse eliminata per suppressione una parte di u signale di modu cumuni in a trasmissione differenziale. Tuttavia, stu approcciu ùn hè micca desideratu in teoria. Cumu cuntrullà l’impedenza? Ùn furnisce micca un loop d’impedenza di terra per u signale di modu cumuni inevitabbilmente pruvucarà a radiazione EMI. Stu approcciu face più male chè bè.

Malintesi 2: Si crede chì mantene a distanza uguale hè più impurtante chè a lunghezza di a linea.

In u layout di PCB attuale, ùn hè spessu micca pussibule di scuntrà i bisogni di u disignu differenziale à u stessu tempu. A causa di l’esistenza di fattori cum’è a distribuzione di pin, vias, è u spaziu di cablaggio, u scopu di l’abbinamentu di a lunghezza di a linea deve esse rializatu attraversu l’avvolgimentu propiu, ma u risultatu deve esse chì certi spazii di u paru differenziale ùn ponu esse paralleli. A regula più impurtante in u disignu di tracce differenziali di PCB hè a lunghezza di a linea currispondente. Altre regule ponu esse trattate in modu flessibile secondu e esigenze di cuncepimentu è applicazioni reali.

Malintesi 3: Pensate chì u cablatu differenziale deve esse assai vicinu.

Mantene e tracce differenziali vicinu ùn hè nunda di più chè per rinfurzà u so accoppiamentu, chì ùn pò micca solu migliurà l’immunità à u rumore, ma ancu aduprà pienamente a polarità opposta di u campu magneticu per compensà l’interferenza elettromagnetica à u mondu esternu. Ancu s’è stu approcciu hè assai benefica in a maiò parte di i casi, ùn hè micca assolutu. Se pudemu assicurà chì sò cumplettamente protetti da l’interferenza esterna, allora ùn avemu micca bisognu di utilizà un accoppiamentu forte per ottene anti-interferenza. È u scopu di suppressione EMI.

Cumu pudemu assicurà un bonu isolamentu è schermatura di tracce differenziali? Aumentà u spaziu cù altre tracce di signale hè unu di i modi più basi. L’energia di u campu elettromagneticu diminuisce cù u quadru di a distanza. In generale, quandu u spaziu di a linea supera 4 volte a larghezza di a linea, l’interferenza trà elli hè estremamente debule. Pò esse ignoratu.