In yuqori tezlikdagi tenglikni dizayn, differensial signalni qo’llash (Differensial Signal) tobora kengayib bormoqda va kontaktlarning zanglashiga olib keladigan eng muhim signal ko’pincha differentsial tuzilish bilan yaratilgan. Nega bunday? Oddiy bir uchli signal marshrutlash bilan solishtirganda, differentsial signallar kuchli shovqinga qarshi qobiliyat, EMI ni samarali bostirish va aniq vaqtni aniqlashning afzalliklariga ega.

Differensial signal PCB simlarini ulash talablari

Elektron platada differentsial izlar teng uzunlikdagi, teng kenglikdagi, yaqin yaqinlikdagi va bir xil darajadagi ikkita chiziq bo’lishi kerak.

1. Teng uzunlik: Teng uzunlik degani, ikkita differensial signal har doim qarama-qarshi qutblarni saqlab turishini ta’minlash uchun ikkita chiziq uzunligi iloji boricha uzun bo’lishi kerakligini anglatadi. Umumiy rejim komponentlarini kamaytiring.

2. Teng kenglik va teng masofa: Teng kenglik ikki signalning izlarining kengligi bir xil bo’lishi kerakligini anglatadi va teng masofa ikki sim orasidagi masofa doimiy va parallel bo’lishi kerakligini anglatadi.

3. Minimal empedans o’zgarishi: Differensial signallarga ega bo’lgan tenglikni loyihalashda eng muhim narsalardan biri dasturning maqsadli empedansini aniqlash va keyin differentsial juftlikni shunga mos ravishda rejalashtirishdir. Bundan tashqari, impedans o’zgarishini iloji boricha kichikroq tuting. Differensial chiziqning empedansi iz kengligi, iz birikmasi, mis qalinligi va PCB materiali va stackup kabi omillarga bog’liq. Differensial juftlikning empedansini o’zgartiradigan har qanday narsadan qochishga harakat qilsangiz, ularning har birini ko’rib chiqing.

PCB differensial signal dizaynida keng tarqalgan tushunmovchiliklar

Noto’g’ri tushunish 1: Differensial signal qaytish yo’li sifatida zamin tekisligiga muhtoj emas yoki differentsial izlar bir-biriga qaytish yo’lini ta’minlaydi, deb ishoniladi.

Bu tushunmovchilikning sababi shundaki, ular yuzaki hodisalar bilan chalkashib ketgan yoki yuqori tezlikda signal uzatish mexanizmi etarlicha chuqur emas. Differentsial sxemalar quvvat va yer tekisliklarida mavjud bo’lishi mumkin bo’lgan shunga o’xshash yerning sakrashlariga va boshqa shovqin signallariga sezgir emas. Tuproq tekisligining qisman qaytishini bekor qilish, differentsial sxema mos yozuvlar tekisligini signalning qaytish yo’li sifatida ishlatmasligini anglatmaydi. Aslida, signalni qaytarish tahlilida differentsial simlar va oddiy bir uchli simlar mexanizmi bir xil bo’ladi, ya’ni yuqori chastotali signallar doimo pastadir bo’ylab eng kichik indüktans bilan qayta oqimlanadi. Eng katta farq shundaki, erga ulanishdan tashqari, differentsial chiziq ham o’zaro bog’lanishga ega. Qaysi bog’lanish kuchli va qaysi biri asosiy qaytish yo’liga aylanadi.

PCB sxemasini loyihalashda differensial izlar orasidagi bog’lanish odatda kichik bo’lib, ko’pincha ulanish darajasining 10-20% ni tashkil qiladi va erga ulanish ko’proqdir, shuning uchun differentsial izning asosiy qaytish yo’li hali ham erda mavjud. samolyot. Tuproq tekisligida uzilishlar mavjud bo’lganda, mos yozuvlar tekisligi bo’lmagan hududdagi differentsial izlar orasidagi bog’lanish asosiy qaytish yo’lini ta’minlaydi, garchi etalon tekislikning uzilishi oddiy bir uchli differensial izlarga ta’sir qilmasa ham. izlar Bu jiddiy, lekin u baribir differensial signal sifatini pasaytiradi va EMI ni oshiradi, bundan iloji boricha qochish kerak.

Bundan tashqari, ba’zi dizaynerlar differentsial uzatishda umumiy rejim signalining bir qismini bostirish uchun differentsial iz ostidagi mos yozuvlar tekisligini olib tashlash mumkin deb hisoblashadi. Biroq, bu yondashuv nazariy jihatdan istalmagan. Empedansni qanday boshqarish mumkin? Umumiy rejim signali uchun tuproq empedansining pastadirini ta’minlamaslik muqarrar ravishda EMI nurlanishiga olib keladi. Bunday yondashuv foydadan ko’ra ko’proq zarar keltiradi.

Tushunmovchilik 2: Teng masofani saqlash chiziq uzunligiga mos kelishdan ko’ra muhimroq deb ishoniladi.

Haqiqiy PCB tartibida bir vaqtning o’zida differentsial dizayn talablariga javob berish ko’pincha mumkin emas. Pimlarni taqsimlash, vites va simlar bo’shlig’i kabi omillar mavjudligi sababli, chiziq uzunligini moslashtirish maqsadi to’g’ri o’rash orqali amalga oshirilishi kerak, ammo natijada differentsial juftlikning ba’zi joylari parallel bo’lishi mumkin emas. PCB differentsial izlarini loyihalashda eng muhim qoida – mos keladigan chiziq uzunligi. Boshqa qoidalar dizayn talablariga va haqiqiy ilovalarga muvofiq moslashuvchan tarzda ko’rib chiqilishi mumkin.

Tushunmovchilik 3: Differensial simlar juda yaqin bo’lishi kerak deb o’ylang.

Differensial izlarni yaqin tutish, ularning ulanishini kuchaytirishdan boshqa narsa emas, bu nafaqat shovqinga qarshi immunitetni yaxshilash, balki tashqi dunyoga elektromagnit shovqinlarni bartaraf etish uchun magnit maydonning qarama-qarshi polaritesidan to’liq foydalanish mumkin. Garchi bu yondashuv ko’p hollarda juda foydali bo’lsa-da, u mutlaq emas. Agar biz ularning tashqi shovqinlardan to’liq himoyalanganligini ta’minlay olsak, unda shovqinga qarshi kurashish uchun kuchli ulanishdan foydalanishimiz shart emas. Va EMIni bostirish maqsadi.

Qanday qilib biz differentsial izlarning yaxshi izolyatsiyasini va ekranlanishini ta’minlashimiz mumkin? Boshqa signal izlari bilan masofani oshirish eng asosiy usullardan biridir. Elektromagnit maydon energiyasi masofaning kvadrati bilan kamayadi. Odatda, chiziq oralig’i chiziq kengligidan 4 marta oshib ketganda, ular orasidagi shovqin juda zaif bo’ladi. E’tiborsiz qoldirilishi mumkin.