In Héich-Vitesse PCB Design, d’Applikatioun vum Differentialsignal (DIFferential Signal) gëtt ëmmer méi extensiv, an dat kritescht Signal am Circuit ass dacks mat enger Differentialstruktur entworf. Firwat ass et esou? Am Verglach mat gewéinleche Single-End Signal Routing hunn Differentialsignaler d’Virdeeler vu staarker Anti-Interferenzfäegkeet, effektiv Ënnerdréckung vun EMI a präzis Timingpositionéierung.

Differenziell Signal PCB wiring Ufuerderunge

Op der Circuit Board mussen d’Differentialspuren zwou Linnen vun der selwechter Längt, der gläicher Breet, der Noperschaft an um selwechten Niveau sinn.

1. Gläich Längt: Gläich Längt heescht, datt d’Längt vun den zwou Linnen esou laang wéi méiglech soll sinn, fir sécherzestellen, datt déi zwee Differenziell Signaler ëmmer Géigendeel Polaritéiten halen. Reduzéieren gemeinsame Modus Komponente.

2. Gläich Breet a gläich Distanz: Gläich Breet heescht, datt d’Breet vun de Spure vun den zwee Signaler déi selwecht gehaalen muss ginn, an gläich Distanz heescht, datt d’Distanz tëscht den zwee Dréit ofgepëtzt soll konstant a parallel gehaalen ginn.

3. Minimal Impedanz Ännerung: Wann Dir e PCB mat Differentialsignaler designt, ass eng vun de wichtegsten Saachen d’Zilimpedanz vun der Applikatioun erauszefannen, an dann d’Differentialpaar deementspriechend ze plangen. Zousätzlech, halen d’Impedanz änneren sou kleng wéi méiglech. D’Impedanz vun der Differenzlinn hänkt vu Faktoren of wéi Spuerbreet, Spuerkupplung, Kupferdicke, a PCB Material a Stackup. Wann Dir probéiert alles ze vermeiden wat d’Impedanz vun engem Differentialpaar ännert, betruecht jidderee vun hinnen.

Gemeinsam Mëssverständnis am PCB differentiell Signal Design

Mëssverständnis 1: Et gëtt ugeholl datt d’Differenziell Signal net e Buedemplang als Retourwee brauch, oder datt d’Differentialspuren e Retourwee fir all aner hunn.

De Grond fir dëst Mëssverständnis ass datt se duerch iwwerflächlech Phänomener duerchernee sinn, oder de Mechanismus vun der High-Speed-Signaliwwerdroung ass net déif genuch. Differentialkreesser sinn onempfindlech fir ähnlech Buedembounces an aner Geräischer Signaler déi op der Kraaft- a Buedemfliger existéiere kënnen. Déi partiell Retourkënnegung vum Buedemplang heescht net datt den Differentialkrees d’Referenzfläch net als Signal Retour Wee benotzt. Tatsächlech, an der Signalretour Analyse, ass de Mechanismus vun der Differentialverdrahtung an der gewéinlecher Single-End-Verdrahtung d’selwecht, dat heescht, héichfrequenz Signaler sinn ëmmer Reflow laanscht d’Loop mat der klengster Induktioun. De gréissten Ënnerscheed ass datt nieft der Kupplung zum Buedem d’Differenzlinn och eng géigesäiteg Kupplung huet. Wéi eng Zort Kupplung ass staark, a wéi eng gëtt den Haaptretourwee.

Am PCB Circuit Design ass d’Kupplung tëscht Differentialspuren allgemeng kleng, stellt dacks nëmmen 10-20% vum Kupplungsgrad aus, a méi ass d’Kopplung zum Buedem, sou datt den Haaptretourwee vun der Differentialspur nach ëmmer um Buedem existéiert. Fliger. Wann et eng Diskontinuitéit am Buedemplang ass, gëtt d’Kopplung tëscht den Differentialspuren an der Géigend ouni Referenzfläch den Haaptretourwee, obwuel d’Diskontinuitéit vun der Referenzfläch keen Impakt op d’Differentialspuren op den ordinäre Single-End huet. Spuren Et ass eescht, awer et wäert nach ëmmer d’Qualitéit vum Differenzialsignal reduzéieren an d’EMI erhéijen, wat sou vill wéi méiglech vermeit soll ginn.

Zousätzlech, gleewen e puer Designer, datt d’Referenz Fliger ënnert der differentiell Spure geläscht ginn kann en Deel vun der gemeinsamer Modus Signal an differentiell Transmissioun ënnerdrécken. Wéi och ëmmer, dës Approche ass an der Theorie net wënschenswäert. Wéi d’Impedanz ze kontrolléieren? Net eng Buedemimpedanzschleife fir de Common-Modus Signal ubidden wäert zwangsleefeg EMI Stralung verursaachen. Dës Approche mécht méi Schued wéi gutt.

Mëssverständnis 2: Et gëtt ugeholl datt d’selwecht Abstand méi wichteg ass wéi d’Zeillängt ze passen.

Am aktuellen PCB Layout ass et dacks net méiglech d’Ufuerderunge vum Differentialdesign zur selwechter Zäit ze treffen. Wéinst der Existenz vu Faktoren wéi PIN Verdeelung, vias, an wiring Plaz, muss den Zweck vun Linn Längt passende duerch adäquate Wicklung erreecht ginn, mä d’Resultat muss sinn, datt e puer Beräicher vun der differentiell Pair net parallel kann. Déi wichtegst Regel am Design vun PCB differentiell Spure ass déi passende Linn Längt. Aner Regele kënne flexibel gehandhabt ginn no Designfuerderunge an aktuell Uwendungen.

Mëssverständnis 3: Denkt datt d’Differentialkabel ganz no muss sinn.

D’Differentialspuren no ze halen ass näischt anescht wéi hir Kopplung ze verbesseren, wat net nëmmen d’Immunitéit géint Kaméidi verbesseren kann, awer och déi entgéintgesate Polaritéit vum Magnéitfeld voll benotze fir elektromagnéitesch Interferenz op d’Äussewelt ze kompenséieren. Och wann dës Approche an de meeschte Fäll ganz gutt ass, ass et net absolut. Wa mir kënne suergen, datt se komplett aus externen Amëschung geschützt sinn, da brauche mir keng staark Kupplung ze benotzen fir Anti-Interferenz z’erreechen. An den Zweck fir EMI z’ënnerdrécken.

Wéi kënne mir eng gutt Isolatioun a Schirmung vun Differentialspuren garantéieren? D’Erhéijung vun der Ofstand mat anere Signalspuren ass ee vun de meeschte Basis Weeër. D’elektromagnetesch Feldenergie fällt mam Quadrat vun der Distanz erof. Allgemeng, wann d’Linnabstand méi wéi 4 Mol d’Linnbreed ass, ass d’Interferenz tëscht hinnen extrem schwaach. Kann ignoréiert ginn.