In PCB me shpejtësi të lartë Dizajni, aplikimi i sinjalit diferencial (Sinjali Diferencial) po bëhet gjithnjë e më i gjerë, dhe sinjali më kritik në qark shpesh projektohet me një strukturë diferenciale. Pse është kështu? Krahasuar me drejtimin e zakonshëm të sinjalit me një fund, sinjalet diferenciale kanë avantazhet e aftësisë së fortë kundër ndërhyrjes, shtypjes efektive të EMI dhe pozicionimit të saktë të kohës.

Kërkesat për instalime elektrike të PCB të sinjalit diferencial

Në tabelën e qarkut, gjurmët diferenciale duhet të jenë dy linja me gjatësi të barabartë, gjerësi të barabartë, afërsi dhe në të njëjtin nivel.

1. Gjatësia e barabartë: Gjatësia e barabartë do të thotë që gjatësia e dy linjave duhet të jetë sa më e gjatë që të jetë e mundur, në mënyrë që të sigurohet që dy sinjalet diferenciale të mbajnë polaritete të kundërta gjatë gjithë kohës. Zvogëloni komponentët e modalitetit të zakonshëm.

2. Gjerësia e barabartë dhe distanca e barabartë: Gjerësia e barabartë do të thotë që gjerësia e gjurmëve të dy sinjaleve duhet të mbahet e njëjtë, dhe distancë e barabartë do të thotë që distanca ndërmjet dy telave duhet të mbahet konstante dhe paralele.

3. Ndryshimi minimal i rezistencës: Kur dizajnoni një PCB me sinjale diferenciale, një nga gjërat më të rëndësishme është të zbuloni rezistencën e synuar të aplikacionit dhe më pas të planifikoni çiftin diferencial në përputhje me rrethanat. Përveç kësaj, mbajeni ndryshimin e rezistencës sa më të vogël që të jetë e mundur. Impedanca e linjës diferenciale varet nga faktorë të tillë si gjerësia e gjurmës, bashkimi i gjurmës, trashësia e bakrit dhe materiali dhe grumbullimi i PCB. Kur përpiqeni të shmangni çdo gjë që ndryshon impedancën e një çifti diferencial, merrni parasysh secilën prej tyre.

Keqkuptime të zakonshme në projektimin e sinjaleve diferenciale PCB

Keqkuptimi 1: Besohet se sinjali diferencial nuk ka nevojë për një plan tokësor si rrugë kthimi, ose se gjurmët diferenciale ofrojnë një rrugë kthimi për njëri-tjetrin.

Arsyeja e këtij keqkuptimi është se ato ngatërrohen nga fenomene sipërfaqësore, ose mekanizmi i transmetimit të sinjalit me shpejtësi të lartë nuk është mjaft i thellë. Qarqet diferenciale janë të pandjeshme ndaj kërcimeve të ngjashme të tokës dhe sinjaleve të tjera të zhurmës që mund të ekzistojnë në rrafshin e fuqisë dhe tokës. Anulimi i pjesshëm i kthimit të planit tokësor nuk do të thotë që qarku diferencial nuk përdor planin e referencës si rrugë të kthimit të sinjalit. Në fakt, në analizën e kthimit të sinjalit, mekanizmi i instalimeve elektrike diferenciale dhe instalimeve elektrike të zakonshme me një skaj është i njëjtë, domethënë, sinjalet me frekuencë të lartë janë gjithmonë Reflow përgjatë lakut me induktivitetin më të vogël. Dallimi më i madh është se përveç bashkimit me tokën, linja diferenciale ka edhe bashkim reciprok. Cili lloj bashkimi është i fortë dhe cili bëhet shtegu kryesor i kthimit.

Në projektimin e qarkut PCB, bashkimi midis gjurmëve diferenciale është përgjithësisht i vogël, shpesh përbën vetëm 10-20% të shkallës së bashkimit, dhe më shumë është bashkimi me tokën, kështu që rruga kryesore e kthimit të gjurmës diferenciale ekziston ende në tokë. aeroplan . Kur ka një ndërprerje në rrafshin e tokës, bashkimi midis gjurmëve diferenciale në zonën pa një plan referencë do të sigurojë rrugën kryesore të kthimit, megjithëse ndërprerja e planit të referencës nuk ka ndikim në gjurmët diferenciale në një skaj të zakonshëm. gjurmë Është serioze, por gjithsesi do të ulë cilësinë e sinjalit diferencial dhe do të rrisë EMI, gjë që duhet shmangur sa më shumë që të jetë e mundur.

Për më tepër, disa projektues besojnë se rrafshi i referencës nën gjurmën diferenciale mund të hiqet për të shtypur një pjesë të sinjalit të modalitetit të përbashkët në transmetimin diferencial. Megjithatë, kjo qasje nuk është e dëshirueshme në teori. Si të kontrollohet impedanca? Mos sigurimi i një qarku të rezistencës së tokës për sinjalin e modalitetit të përbashkët do të shkaktojë në mënyrë të pashmangshme rrezatim EMI. Kjo qasje bën më shumë dëm sesa mirë.

Keqkuptimi 2: Besohet se mbajtja e një hapësire të barabartë është më e rëndësishme sesa përputhja e gjatësisë së linjës.

Në paraqitjen aktuale të PCB-ve, shpesh nuk është e mundur të plotësohen kërkesat e dizajnit diferencial në të njëjtën kohë. Për shkak të ekzistencës së faktorëve të tillë si shpërndarja e kunjave, vizat dhe hapësira e instalimeve elektrike, qëllimi i përputhjes së gjatësisë së linjës duhet të arrihet përmes mbështjelljes së duhur, por rezultati duhet të jetë që disa zona të çiftit diferencial nuk mund të jenë paralele. Rregulli më i rëndësishëm në projektimin e gjurmëve diferenciale të PCB-ve është gjatësia e linjës që përputhet. Rregulla të tjera mund të trajtohen në mënyrë fleksibël sipas kërkesave të projektimit dhe aplikimeve aktuale.

Keqkuptimi 3: Mendoni se instalimet elektrike diferenciale duhet të jenë shumë afër.

Mbajtja e gjurmëve diferenciale afër nuk është gjë tjetër veçse të përmirësohet bashkimi i tyre, i cili jo vetëm që mund të përmirësojë imunitetin ndaj zhurmës, por gjithashtu të përdorë plotësisht polaritetin e kundërt të fushës magnetike për të kompensuar ndërhyrjen elektromagnetike në botën e jashtme. Edhe pse kjo qasje është shumë e dobishme në shumicën e rasteve, ajo nuk është absolute. Nëse mund të sigurohemi që ato të jenë plotësisht të mbrojtura nga ndërhyrjet e jashtme, atëherë nuk kemi nevojë të përdorim bashkim të fortë për të arritur kundër ndërhyrjes. Dhe qëllimi i shtypjes së EMI.

Si mund të sigurojmë izolim dhe mbrojtje të mirë të gjurmëve diferenciale? Rritja e hapësirës me gjurmë të tjera të sinjalit është një nga mënyrat më themelore. Energjia e fushës elektromagnetike zvogëlohet me katrorin e distancës. Në përgjithësi, kur distanca e linjës tejkalon 4 herë gjerësinë e linjës, ndërhyrja ndërmjet tyre është jashtëzakonisht e dobët. Mund të injorohet.