In жогорку ылдамдыктагы PCB дизайн, дифференциалдык сигналдын колдонулушу (Differential Signal) барган сайын кеңири болуп баратат жана чынжырдагы эң критикалык сигнал көбүнчө дифференциалдык түзүлүш менен иштелип чыгат. Эмне үчүн мындай? Кадимки бир жактуу сигнал багыттоо менен салыштырганда, дифференциалдык сигналдар күчтүү анти-тоскоолдук жөндөмдүүлүгү, EMI эффективдүү басуу жана так убакытты аныктоо артыкчылыктарына ээ.

Дифференциалдык сигнал ПХБ зымдарына талаптар

Электрондук тактада дифференциалдык издер бирдей узундуктагы, туурасы бирдей, жакын жана бирдей деңгээлдеги эки сызык болушу керек.

1. Бирдей узундук: Бирдей узундук эки дифференциалдык сигналдар ар дайым карама-каршы полярдуулуктарды сактап турушун камсыз кылуу үчүн эки сызыктын узундугу мүмкүн болушунча узун болушу керек дегенди билдирет. Жалпы режимдин компоненттерин азайтыңыз.

2. Бирдей кеңдик жана бирдей аралык: Бирдей кеңдик эки сигналдын издеринин туурасы бирдей сакталышы керек дегенди билдирет, ал эми бирдей аралык эки зымдын ортосундагы аралык туруктуу жана параллелдүү болушу керек дегенди билдирет.

3. Минималдуу импеданс өзгөрүшү: Дифференциалдык сигналдар менен ПХБны иштеп чыгууда эң маанилүү нерселердин бири – бул колдонмонун максаттуу импедансын билүү, андан кийин дифференциалдык жупту ошого жараша пландаштыруу. Мындан тышкары, импеданстын өзгөрүшүн мүмкүн болушунча кичине сактаңыз. Дифференциалдык сызыктын импедансы изи туурасы, изи муфтасы, жез калыңдыгы жана ПХБ материалы жана стектеп сыяктуу факторлорго көз каранды. Дифференциалдык жуптун импедансын өзгөрткөн эч нерседен качууга аракет кылганыңызда, алардын ар бирин карап көрүңүз.

PCB дифференциалдык сигнал дизайнында жалпы түшүнбөстүктөр

Түшүнбөстүк 1: Бул дифференциалдык сигналга кайтуу жолу катары жер тегиздигине муктаж эмес, же дифференциалдык издер бири-бирине кайтуу жолун камсыз кылат деп эсептелет.

Мындай түшүнбөстүктүн себеби, алардын үстүртөн көрүнүштөр менен чаташтырылышы же сигналдын жогорку ылдамдыкта өтүү механизминин терең эместиги. Дифференциалдык схемалар жердин окшош секирүүсүнө жана күч жана жер тегиздигинде болушу мүмкүн болгон башка ызы-чуу сигналдарына сезимтал эмес. Жер тегиздигинин жарым-жартылай кайтаруу жокко чыгарылышы дифференциалдык чынжыр сигналды кайтаруу жолу катары таяныч тегиздигин колдонбойт дегенди билдирбейт. Чындыгында, сигналды кайтаруу анализинде дифференциалдык зымдар менен кадимки бир учтуу зымдардын механизми бирдей, башкача айтканда, жогорку жыштыктагы сигналдар дайыма эң аз индуктивдүүлүк менен цикл боюнча Reflow болуп саналат. Эң чоң айырмачылык – жерге туташтыруудан тышкары дифференциалдык линияда да өз ара байланыш бар. Кайсы биригүү күчтүү жана кайсынысы негизги кайтуу жолу болуп калат.

PCB схемасынын конструкциясында дифференциалдык издер ортосундагы байланыш көбүнчө кичинекей, көбүнчө туташуу даражасынын 10-20% гана түзөт, ал эми жерге кошулуу андан көп, ошондуктан дифференциалдык издин негизги кайтуу жолу дагы эле жерде бар. учак. Жер тегиздигинде үзгүлтүк болгондо, эталондук тегиздиксиз аймактагы дифференциалдык издер ортосундагы байланыш негизги кайтуу жолун камсыз кылат, бирок эталондук тегиздиктин үзгүлтүккө учурашы кадимки бир учтуу сызыктагы дифференциалдык издерге эч кандай таасир этпейт. издер Бул олуттуу, бирок ал дагы эле дифференциалдык сигналдын сапатын төмөндөтөт жана EMIди жогорулатат, бул мүмкүн болушунча алыс болушу керек.

Мындан тышкары, кээ бир дизайнерлер дифференциалдык изи астында шилтеме учак дифференциалдык берүүдөгү жалпы режим сигналынын бир бөлүгүн басуу үчүн алынып салынышы мүмкүн деп эсептешет. Бирок, бул ыкма теориялык жактан каалаган эмес. Импедансты кантип башкаруу керек? Жалпы режимдеги сигнал үчүн жердин импеданс циклин камсыз кылбоо сөзсүз EMI нурлануусуна алып келет. Бул ыкма пайдага караганда көбүрөөк зыян алып келет.

Түшүнбөстүк 2: Бирдей аралыкты сактоо сызык узундугуна туура келгенге караганда маанилүүрөөк деп эсептелинет.

Чыныгы PCB макетинде, көп учурда бир эле учурда дифференциалдык дизайндын талаптарына жооп берүү мүмкүн эмес. Пиндерди бөлүштүрүү, линиялар жана зымдар мейкиндиги сыяктуу факторлор бар болгондуктан, линиянын узундугун тууралоо максатына туура ороо аркылуу жетишүү керек, бирок натыйжада дифференциалдык жуптун кээ бир аймактары параллелдүү болушу мүмкүн эмес болушу керек. ПХБ дифференциалдык изин долбоорлоодогу эң маанилүү эреже – дал келген сызык узундугу. Башка эрежелер ийкемдүү дизайн талаптарына жана иш жүзүндө колдонууга ылайык иштетилиши мүмкүн.

Түшүнбөстүк 3: Дифференциалдык зымдар абдан жакын болушу керек деп ойлойсуз.

Дифференциалдык издерди жакын кармоо алардын туташууларын күчөтүүдөн башка эч нерсе эмес, бул ызы-чууга каршы иммунитетти гана жакшыртпастан, ошондой эле тышкы дүйнөгө электромагниттик интерференцияны жабуу үчүн магнит талаасынын карама-каршы уюлдуулугун толук пайдалана алат. Бул ыкма көпчүлүк учурларда абдан пайдалуу болсо да, ал абсолюттук эмес. Эгерде биз алардын тышкы кийлигишүүлөрдөн толугу менен корголушун камсыздай алсак, анда анти-кийлигишүүгө жетишүү үчүн күчтүү туташтыруунун кереги жок. Жана EMI басуу максаты.

Кантип дифференциалдык издердин жакшы изоляциясын жана корголушун камсыз кыла алабыз? Башка сигнал издери менен аралыкты көбөйтүү эң негизги жолдордун бири болуп саналат. Электромагниттик талаанын энергиясы аралыктын квадраты менен азаят. Жалпысынан, сызык аралыгы сызык туурасынан 4 эсе ашса, алардын ортосундагы интерференция өтө начар. Көңүл бурбай коюуга болот.