In PCB ta ‘veloċità għolja disinn, l-applikazzjoni ta ‘sinjal differenzjali (Sinjal DIfferenzjali) qed issir aktar u aktar estensiva, u l-aktar sinjal kritiku fiċ-ċirkwit huwa spiss iddisinjat bi struttura differenzjali. Għaliex huwa hekk? Meta mqabbel ma ‘rotot tas-sinjal ordinarju b’tarf wieħed, sinjali differenzjali għandhom il-vantaġġi ta’ kapaċità qawwija ta ‘kontra l-interferenza, soppressjoni effettiva ta’ EMI, u pożizzjonament ta ‘ħin preċiż.

Rekwiżiti tal-wajers tal-PCB tas-sinjali differenzjali

Fuq il-bord taċ-ċirkwit, it-traċċi differenzjali għandhom ikunu żewġ linji ta ‘tul ugwali, wisa’ ugwali, viċinanza, u fuq l-istess livell.

1. Tul ugwali: Tul ugwali tfisser li t-tul taż-żewġ linji għandu jkun twil kemm jista ‘jkun, sabiex jiġi żgurat li ż-żewġ sinjali differenzjali jżommu polaritajiet opposti f’kull ħin. Naqqas il-komponenti tal-mod komuni.

2. Wisa ‘ugwali u distanza ugwali: Wisa’ ugwali tfisser li l-wisa ‘ tat-traċċi taż-żewġ sinjali jeħtieġ li tinżamm l-istess, u distanza ugwali tfisser li d-distanza bejn iż-żewġ wajers għandha tinżamm kostanti u parallela.

3. Bidla minima ta ‘impedenza: Meta tfassal PCB b’sinjali differenzjali, waħda mill-aktar affarijiet importanti hija li ssir taf l-impedenza fil-mira tal-applikazzjoni, u mbagħad tippjana l-par differenzjali kif xieraq. Barra minn hekk, żomm il-bidla fl-impedenza żgħira kemm jista ‘jkun. L-impedenza tal-linja differenzjali tiddependi fuq fatturi bħal wisa ‘traċċa, igganċjar tat-traċċa, ħxuna tar-ram, u materjal u stackup tal-PCB. Meta tipprova tevita xi ħaġa li tbiddel l-impedenza ta ‘par differenzjali, ikkunsidra kull wieħed minnhom.

Nuqqas ta’ ftehim komuni fid-disinn tas-sinjali differenzjali tal-PCB

Nuqqas ta ‘ftehim 1: Huwa maħsub li s-sinjal differenzjali m’għandux bżonn pjan terren bħala mogħdija tar-ritorn, jew li t-traċċi differenzjali jipprovdu mogħdija tar-ritorn għal xulxin.

Ir-raġuni għal dan in-nuqqas ta ‘ftehim hija li huma konfużi minn fenomeni superfiċjali, jew il-mekkaniżmu ta’ trasmissjoni ta ‘sinjal b’veloċità għolja mhuwiex profond biżżejjed. Ċirkwiti differenzjali huma insensittivi għal bounces tal-art simili u sinjali oħra tal-ħoss li jistgħu jeżistu fuq il-pjani tal-enerġija u tal-art. Il-kanċellazzjoni parzjali tar-ritorn tal-pjan terren ma jfissirx li ċ-ċirkwit differenzjali ma jużax il-pjan ta ‘referenza bħala l-mogħdija tar-ritorn tas-sinjal. Fil-fatt, fl-analiżi tar-ritorn tas-sinjal, il-mekkaniżmu ta ‘wajers differenzjali u wajers ordinarji b’tarf wieħed huwa l-istess, jiġifieri, sinjali ta’ frekwenza għolja huma dejjem Reflow tul il-linja bl-iżgħar inductance. L-akbar differenza hija li minbarra l-akkoppjar mal-art, il-linja differenzjali għandha wkoll akkoppjar reċiproku. Liema tip ta ‘akkoppjar huwa b’saħħtu, u liema waħda ssir il-passaġġ ewlieni tar-ritorn.

Fid-disinn taċ-ċirkwit tal-PCB, l-akkoppjar bejn traċċi differenzjali huwa ġeneralment żgħir, ħafna drabi jammontaw biss għal 10-20% tal-grad tal-igganċjar, u aktar huwa l-igganċjar mal-art, għalhekk il-mogħdija ewlenija tar-ritorn tat-traċċa differenzjali għadha teżisti fuq l-art ajruplan . Meta jkun hemm diskontinwità fil-pjan terren, l-igganċjar bejn it-traċċi differenzjali fiż-żona mingħajr pjan ta ‘referenza se jipprovdi l-mogħdija tar-ritorn prinċipali, għalkemm id-diskontinwità tal-pjan ta’ referenza m’għandha l-ebda impatt fuq it-traċċi differenzjali fuq l-ordinarju single-ended traċċi Huwa serju, iżda xorta se jnaqqas il-kwalità tas-sinjal differenzjali u jżid l-EMI, li għandu jiġi evitat kemm jista ‘jkun.

Barra minn hekk, xi disinjaturi jemmnu li l-pjan ta ‘referenza taħt it-traċċa differenzjali jista’ jitneħħa biex irażżan parti mis-sinjal tal-mod komuni fit-trażmissjoni differenzjali. Madankollu, dan l-approċċ mhuwiex mixtieq fit-teorija. Kif tikkontrolla l-impedenza? Li ma tipprovdix linja ta ‘impedenza ta’ l-art għas-sinjal tal-modalità komuni inevitabbilment tikkawża radjazzjoni EMI. Dan l-approċċ jagħmel aktar ħsara milli ġid.

Nuqqas ta ‘ftehim 2: Huwa maħsub li ż-żamma ta’ spazjar ugwali hija aktar importanti milli t-tqabbil tat-tul tal-linja.

Fit-tqassim attwali tal-PCB, ħafna drabi mhux possibbli li jintlaħqu r-rekwiżiti tad-disinn differenzjali fl-istess ħin. Minħabba l-eżistenza ta ‘fatturi bħad-distribuzzjoni tal-brilli, vias, u spazju tal-wajers, l-iskop tat-tqabbil tat-tul tal-linja għandu jintlaħaq permezz ta’ tkebbib xieraq, iżda r-riżultat għandu jkun li xi żoni tal-par differenzjali ma jistgħux ikunu paralleli. L-iktar regola importanti fid-disinn tat-traċċi differenzjali tal-PCB hija t-tul tal-linja li tqabbel. Regoli oħra jistgħu jiġu mmaniġġjati b’mod flessibbli skont ir-rekwiżiti tad-disinn u l-applikazzjonijiet attwali.

Nuqqas ta ‘ftehim 3: Aħseb li l-wajers differenzjali għandhom ikunu viċin ħafna.

Iż-żamma tat-traċċi differenzjali mill-qrib hija xejn aktar milli ttejjeb l-akkoppjar tagħhom, li mhux biss jista ‘jtejjeb l-immunità għall-istorbju, iżda wkoll jagħmel użu sħiħ mill-polarità opposta tal-kamp manjetiku biex jikkumpensa l-interferenza elettromanjetika għad-dinja ta’ barra. Għalkemm dan l-approċċ huwa ta ‘benefiċċju kbir f’ħafna każijiet, mhuwiex assolut. Jekk nistgħu niżguraw li huma protetti bis-sħiħ minn interferenza esterna, allura m’għandniex bżonn nużaw igganċjar qawwi biex niksbu kontra l-interferenza. U l-iskop li jrażżnu l-EMI.

Kif nistgħu niżguraw iżolament tajjeb u lqugħ tat-traċċi differenzjali? Iż-żieda tal-ispazjar ma ‘traċċi tas-sinjali oħra hija waħda mill-aktar modi bażiċi. L-enerġija tal-kamp elettromanjetiku tonqos bil-kwadru tad-distanza. Ġeneralment, meta l-ispazjar tal-linja jaqbeż 4 darbiet il-wisa ‘tal-linja, l-interferenza bejniethom hija estremament dgħajfa. Jistgħu jiġu injorati.