In PCB-и баландсуръат тарҳрезӣ, истифодаи сигнали дифференсиалӣ (Сигналҳои дифференсиалӣ) торафт васеътар шуда истодааст ва сигнали муҳимтарин дар схема аксар вақт бо сохтори дифференсиалӣ тарҳрезӣ карда мешавад. Чаро чунин аст? Дар муқоиса бо масири оддии сигнали яктарафа, сигналҳои дифференсиалӣ дорои бартариятҳои қобилияти қавии зидди дахолат, рафъи самараноки EMI ва ҷойгиркунии дақиқи вақт мебошанд.

Талаботи ноқилҳои PCB сигнали дифференсиалӣ

Дар тахтаи ноҳиявӣ, пайраҳаҳои дифференсиалӣ бояд ду хати дарозии баробар, паҳнои баробар, наздикии наздик ва дар як сатҳ бошанд.

1. Дарозии баробар: Дарозии баробар маънои онро дорад, ки дарозии ду хат бояд то ҳадди имкон дароз бошад, то ин ки ду сигнали дифференсиалӣ ҳамеша қутбҳои муқобилро нигоҳ доранд. Коҳиш додани ҷузъҳои ҳолати умумӣ.

2. Паҳнои баробар ва масофаи баробар: Паҳнои баробар маънои онро дорад, ки паҳнои изи ду сигнал бояд яксон нигоҳ дошта шавад ва масофаи баробар маънои онро дорад, ки масофаи байни ду сим доимӣ ва мувозӣ нигоҳ дошта шавад.

3. Тағйирёбии ҳадди ақали импеданс: Ҳангоми тарҳрезии PCB бо сигналҳои дифференсиалӣ, яке аз муҳимтарин чизҳо ин аст, ки импеданси мақсадноки барномаро муайян кунед ва сипас ҷуфти дифференсиалиро мувофиқи он ба нақша гиред. Илова бар ин, тағирёбии импедансро то ҳадди имкон камтар нигоҳ доред. Импеданси хати дифференсиалӣ аз омилҳо ба монанди паҳнои пайгирӣ, пайвасти пайгирӣ, ғафсии мис ва маводи PCB ва stackup вобаста аст. Вақте ки шумо кӯшиш мекунед, ки аз чизе, ки импеданси ҷуфти дифференсиалиро тағир медиҳад, пешгирӣ кунед, ҳар яки онҳоро баррасӣ кунед.

Нофаҳмиҳои умумӣ дар тарҳрезии сигнали дифференсиалии PCB

Нофаҳмии 1: Гумон меравад, ки сигнали дифференсиалӣ ба ҳавопаймои заминӣ ҳамчун роҳи бозгашт ниёз надорад ё пайраҳои дифференсиалӣ роҳи бозгаштро барои ҳамдигар таъмин мекунанд.

Сабаби ин нофахмй дар он аст, ки онхоро ходисахои руякй ба иштибох андохтаанд, ё механизми интиқоли сигналҳои баландсуръат ба қадри кофӣ амиқ нест. Схемаҳои дифференсиалӣ ба зарбаҳои шабеҳи замин ва дигар сигналҳои садо, ки метавонанд дар ҳавопаймоҳои барқ ​​​​ва замин мавҷуд бошанд, ҳассос нестанд. Қатъи қисман бозгашти ҳавопаймои замин маънои онро надорад, ки схемаи дифференсиалӣ ҳавопаймои истинодро ҳамчун роҳи бозгашти сигнал истифода намекунад. Дар асл, ҳангоми таҳлили бозгашти сигнал механизми ноқилҳои дифференсиалӣ ва ноқилҳои оддии яктарафа якхелаанд, яъне сигналҳои басомади баланд ҳамеша дар қад-қади ҳалқа бо хурдтарин индуктивӣ Reflow мебошанд. Фарқияти калонтарин дар он аст, ки ба ғайр аз пайвастшавӣ ба замин, хати дифференсиалӣ инчунин пайвасти мутақобила дорад. Кадом намуди пайвастшавӣ қавӣ аст ва кадомаш роҳи асосии бозгашт мегардад.

Дар тарҳрезии схемаи PCB, пайвастшавӣ байни пайҳои дифференсиалӣ одатан хурд аст, аксар вақт танҳо 10-20% дараҷаи пайвастшавиро ташкил медиҳад ва бештар аз он пайвастшавӣ ба замин аст, бинобар ин роҳи асосии бозгашти пайгирии дифференсиалӣ ҳанӯз дар замин мавҷуд аст. ҳавопаймо. Вақте ки дар ҳамвории заминӣ нотавонӣ вуҷуд дорад, пайвастшавӣ байни пайҳои дифференсиалӣ дар минтақаи бидуни ҳавопаймои истинод роҳи асосии бозгаштро таъмин мекунад, гарчанде ки қатъии ҳавопаймои истинод ба пайҳои дифференсиалии оддии яктарафа таъсир намерасонад. пайҳо Ин ҷиддӣ аст, аммо он ба ҳар ҳол сифати сигнали дифференсиалиро коҳиш медиҳад ва EMI-ро афзоиш медиҳад, ки бояд то ҳадди имкон пешгирӣ карда шавад.

Илова бар ин, баъзе конструкторҳо боварӣ доранд, ки ҳавопаймои истинод дар зери пайгирии дифференсиалӣ метавонад хориҷ карда шавад, то як қисми сигнали ҳолати умумӣ дар интиқоли дифференсиалӣ пахш карда шавад. Аммо ин равиш аз ҷиҳати назариявӣ матлуб нест. Импедансро чӣ гуна бояд назорат кард? Таъмин накардани ҳалқаи импеданси заминӣ барои сигнали режими умумӣ ногузир боиси радиатсияи EMI мегардад. Ин равиш аз фоида бештар зарар дорад.

Нофаҳмии 2: Гумон меравад, ки нигоҳ доштани фосилаи баробар аз мувофиқати дарозии сатр муҳимтар аст.

Дар тарҳбандии воқеии PCB, аксар вақт дар як вақт қонеъ кардани талаботи тарҳи дифференсиалӣ имконнопазир аст. Аз сабаби мавҷудияти омилҳо, ба монанди тақсимоти пин, гузаргоҳҳо ва фазои ноқилӣ, ҳадафи мувофиқати дарозии хат бояд тавассути печонидани дуруст ба даст оварда шавад, аммо натиҷа бояд ин бошад, ки баъзе минтақаҳои ҷуфти дифференсиалӣ параллел буда наметавонанд. Қоидаи муҳимтарин дар тарҳрезии пайҳои дифференсиалии PCB дарозии хати мувофиқ аст. Қоидаҳои дигарро мувофиқи талаботи тарҳрезӣ ва барномаҳои воқеӣ чандир истифода бурдан мумкин аст.

Нофаҳмии 3: Фикр кунед, ки ноқилҳои дифференсиалӣ бояд хеле наздик бошанд.

Наздик нигоҳ доштани пайҳои дифференсиалӣ ҷуз ба баланд бардоштани пайвастагии онҳо чизи дигаре нест, ки на танҳо иммунитетро ба садо беҳтар мекунад, балки инчунин аз қутби муқобили майдони магнитӣ барои ҷуброн кардани дахолати электромагнитӣ ба ҷаҳони беруна пурра истифода мебарад. Гарчанде ки ин равиш дар аксари ҳолатҳо хеле муфид аст, он мутлақ нест. Агар мо кафолат диҳем, ки онҳо аз дахолати беруна комилан муҳофизат карда шаванд, пас ба мо лозим нест, ки пайвастагии қавӣ барои ноил шудан ба зидди дахолат истифода барем. Ва маќсади фурў нишондани EMI.

Чӣ тавр мо метавонем изолятсияи хуб ва муҳофизати пайҳои дифференсиалиро таъмин кунем? Баланд бардоштани фосила бо дигар аломатҳои сигнал яке аз роҳҳои асосӣ мебошад. Энергияи майдони электромагнитӣ бо квадрати масофа кам мешавад. Умуман, вақте ки фосилаи сатр аз паҳнои сатр 4 маротиба зиёд мешавад, интерференсияи байни онҳо хеле заиф аст. Нодида гирифтан мумкин аст.