In PCB gancang-gancang desain, aplikasi sinyal diferensial (Sinyal diferensial) jadi beuki loba éksténsif, sarta sinyal paling kritis dina sirkuit mindeng dirancang kalayan struktur diferensial. Naha jadi kitu? Dibandingkeun sareng routing sinyal single-réngsé biasa, sinyal diferensial gaduh kaunggulan kamampuan anti gangguan anu kuat, suprési efektif EMI, sareng posisi waktos anu tepat.

Syarat kabel PCB sinyal diferensial

Dina papan sirkuit, ngambah diferensial kudu dua garis sarua panjangna, lebar sarua, deukeutna deukeut, sarta dina tingkat anu sarua.

1. Sarua panjang: Sarua panjang hartina panjang dua garis kedah salami mungkin, guna mastikeun yén dua sinyal diferensial tetep polaritasna sabalikna sepanjang waktos. Ngurangan komponén mode umum.

2. Lebar sarua jeung jarak sarua: lebar sarua hartina lebar ngambah dua sinyal kudu dijaga sarua, sarta jarak sarua hartina jarak antara dua kawat kudu dijaga konstanta sarta paralel.

3. Parobihan impedansi minimal: Nalika ngarancang PCB kalayan sinyal diferensial, salah sahiji hal anu paling penting nyaéta pikeun milarian impedansi target aplikasi, teras ngarencanakeun pasangan diferensial anu sasuai. Salaku tambahan, jaga parobahan impedansi sakedik-gancang. The impedansi tina garis diferensial gumantung kana faktor kayaning lebar renik, renik gandeng, ketebalan tambaga, sarta bahan PCB na stackup. Nalika anjeun nyobian ngahindarkeun naon waé anu ngarobih impedansi pasangan diferensial, pertimbangkeun masing-masing.

Salah paham umum dina desain sinyal diferensial PCB

salah paham 1: Hal ieu dipercaya yén sinyal diferensial teu perlu pesawat taneuh salaku jalur balik, atawa yén ngambah diferensial nyadiakeun jalur balik pikeun silih.

Alesan keur salah paham ieu aranjeunna keur bingung ku fenomena deet, atawa mékanisme pangiriman sinyal-speed tinggi teu cukup jero. Sirkuit diferensial henteu peka kana mantul taneuh anu sami sareng sinyal bising sanés anu aya dina kakuatan sareng pesawat darat. Pembatalan balik parsial tina pesawat taneuh henteu hartosna yén sirkuit diferensial henteu nganggo pesawat rujukan salaku jalur balik sinyal. Kanyataanna, dina analisis sinyal balik mékanisme wiring diferensial jeung wiring single-réngsé biasa sarua, nyaeta, sinyal frékuénsi luhur salawasna Reflow sapanjang loop jeung induktansi pangleutikna. Beda pangbadagna nyaéta salian gandeng kana taneuh, garis diferensial ogé boga gandeng silih. Jenis gandeng anu kuat, sareng anu mana anu janten jalan mulang utama.

Dina desain sirkuit PCB, gandeng antara ngambah diferensial umumna leutik, mindeng ukur akuntansi pikeun 10-20% tina gelar gandeng, sarta leuwih mangrupa gandeng ka taneuh, jadi jalur balik utama renik diferensial masih aya dina taneuh. pesawat . Nalika aya discontinuity dina pesawat taneuh, gandeng antara ngambah diferensial di wewengkon tanpa pesawat rujukan bakal nyadiakeun jalur balik utama, sanajan discontinuity tina pesawat rujukan teu boga dampak dina ngambah diferensial dina biasa single-réngsé. ngambah Ieu serius, tapi masih bakal ngurangan kualitas sinyal diferensial jeung ningkatkeun EMI, nu kudu dihindari saloba mungkin.

Sajaba ti éta, sababaraha désainer yakin yén pesawat rujukan dina renik diferensial bisa dihapus pikeun ngurangan bagian tina sinyal mode umum dina transmisi diferensial. Sanajan kitu, pendekatan ieu teu desirable dina teori. Kumaha ngadalikeun impedansi? Henteu nyayogikeun loop impedansi taneuh pikeun sinyal modeu umum pasti bakal nyababkeun radiasi EMI. Pendekatan ieu langkung seueur ngarugikeun tibatan anu hadé.

Salah paham 2: Hal ieu dipercaya yén ngajaga spasi sarua leuwih penting batan cocog panjang garis.

Dina perenah PCB sabenerna, éta mindeng teu mungkin pikeun minuhan sarat desain diferensial dina waktos anu sareng. Kusabab ayana faktor kayaning sebaran pin, vias, sarta spasi wiring, tujuan cocog panjang garis kudu dihontal ngaliwatan pungkal ditangtoskeun, tapi hasilna kudu sababaraha wewengkon tina pasangan diferensial teu bisa sajajar. Aturan anu paling penting dina desain ngambah diferensial PCB nyaéta panjang garis anu cocog. Aturan anu sanés tiasa diurus sacara fleksibel dumasar kana syarat desain sareng aplikasi anu saleresna.

Salah paham 3: Pikirkeun yén kabel diferensial kedah caket pisan.

Ngajaga ngambah diferensial nutup euweuh leuwih ti pikeun ngaronjatkeun gandeng maranéhna, nu teu ngan bisa ningkatkeun kekebalan kana noise, tapi ogé ngagunakeun pinuh ku polaritasna sabalikna ti médan magnét offset gangguan éléktromagnétik ka dunya luar. Sanaos pendekatan ieu mangpaat pisan dina kalolobaan kasus, éta henteu mutlak. Lamun urang bisa mastikeun yén maranéhna téh pinuh shielded tina gangguan éksternal, teras urang teu kedah nganggo gandeng kuat pikeun ngahontal anti gangguan. Jeung tujuan suppressing EMI.

Kumaha urang bisa mastikeun isolasi alus tur shielding tina ngambah diferensial? Ngaronjatkeun jarak sareng ngambah sinyal sanés mangrupikeun salah sahiji cara anu paling dasar. Énergi médan éléktromagnétik turun kalayan kuadrat jarak. Sacara umum, nalika jarak garis ngaleuwihan 4 kali lebar garis, gangguan antara aranjeunna pisan lemah. Bisa dipaliré.