PCB-Neuigkeiten - Wie PCB-Layoutanfänger differenzielle Signale verstehen

Was ist ein Differenzsignal?? In Laien-Begriffen, Das Antriebsende sendet zwei gleichwertige und invertierte Signale, und das empfangende Ende beurteilt den Logikzustand "0" oder "1" durch Vergleich der Differenz zwischen den beiden Spannungen. Das Paar Drähte, das das Differenzsignal trägt, wird Differenzdraht genannt. Wie berechnet man die differentielle Linienimpedanz?? Die Impedanz verschiedener Differenzsignale ist unterschiedlich, such as USB D+ D-, die Differenzleitungsimpedanz ist 90ohm, und die 1394 Differenzlinie ist 110ohm. Es ist am besten, die Spezifikation oder verwandte Informationen zuerst zu lesen. Es gibt viele Werkzeuge zur Berechnung der Impedanz, wie Polars si9000. Die Faktoren, die die Differenzimpedanz beeinflussen, sind die Linienbreite, Differenzlinienabstand, dielektrische Konstante, and thickness of the medium (the thickness of the medium between the differential line and the reference plane). Allgemein, es ist, den Unterschied anzupassen. Linienabstand und Linienbreite werden verwendet, um die Differenzimpedanz zu steuern. Bei der Herstellung des Brettes, Sie sollten auch dem Leiterplattenhersteller welche Leitungen die Impedanz steuern sollen. Ein Differenzsignal verwendet einen numerischen Wert, um die Differenz zwischen zwei physikalischen Größen darzustellen. Streng genommen, alle Spannungssignale sind differentiell, weil eine Spannung nur relativ zu einer anderen Spannung sein kann. In einigen Systemen, die Systemmasse als Spannungsbezugspunkt verwendet wird. Wenn "Masse" als Referenz zur Spannungsmessung verwendet wird, Diese Signalplanung wird Single-Ended genannt. Wir verwenden diesen Begriff, weil das Signal durch die Spannung auf einem einzelnen Leiter dargestellt wird.

Für PCB LAYOUT Ingenieure, Die größte Sorge ist, wie sicherzustellen, dass diese Vorteile der Differenzverdrahtung vollständig in der tatsächlichen Verdrahtung genutzt werden können. Vielleicht versteht jeder, der mit Layout in Kontakt war, die allgemeinen Anforderungen der Differentialdrahtung. PCB-Design ist "gleiche Länge und gleiche Entfernung". Die gleiche Länge soll sicherstellen, dass die beiden Differenzsignale jederzeit entgegengesetzte Polaritäten beibehalten und die Gleichtaktkomponente reduzieren; Der gleiche Abstand soll hauptsächlich sicherstellen, dass die Differenzimpedanzen der beiden konsistent sind und Reflexion reduzieren. "So nah wie möglich" ist manchmal eine der Anforderungen an Differenzverdrahtung. Differentialspuren können auch in verschiedenen Signalschichten verlaufen, aber diese Methode wird im Allgemeinen nicht empfohlen, weil die Unterschiede in Impedanz und Durchkontaktierungen, die von verschiedenen Schichten produziert werden, den Effekt der Differentialmodusübertragung zerstören und Gleichtaktrauschen einführen. Darüber hinaus, wenn die beiden benachbarten Schichten nicht fest miteinander verbunden sind, Es verringert die Fähigkeit der Differenzspur, Rauschen zu widerstehen, aber wenn Sie einen angemessenen Abstand zu den umliegenden Spuren halten können, Übersprechen ist kein Problem. At general frequencies (below GHz), Das EWI wird kein ernstes Problem sein. Experimente zeigen, dass die Dämpfung der abgestrahlten Energie in einem Abstand von 500 Millionen von einer Differenzspur 60 dB bei einem Abstand von 3 Metern erreicht hat, die ausreicht, um den FCC-Standard für elektromagnetische Strahlung zu erfüllen. Der Konstrukteur muss sich nicht allzu sehr um die elektromagnetische Inkompatibilität kümmern, die durch unzureichende Differentialkopplung verursacht wird.. Aber alle diese Regeln werden nicht verwendet, um mechanisch anzuwenden, und viele Ingenieure scheinen immer noch nicht das Wesen der Hochgeschwindigkeits-differenziellen Signalübertragung zu verstehen. Im Folgenden werden einige häufige Missverständnisse in der Leiterplatte Differenzsignaldesign.

glaubt, dass die differentielle Spur sehr nah sein muss. Die Nähe der Differentialspuren zu halten, ist nichts anderes als ihre Kopplung zu verbessern, was nicht nur die Störfestigkeit verbessern kann, sondern auch die entgegengesetzte Polarität des Magnetfeldes voll ausnutzen kann, um elektromagnetische Störungen nach außen auszugleichen. Obwohl dieser Ansatz in den meisten Fällen sehr vorteilhaft ist, ist er nicht absolut. Wenn wir sicherstellen können, dass sie vollständig von externen Störungen abgeschirmt sind, müssen wir keine starke Kupplung verwenden, um Interferenzschutz zu erzielen. Und der Zweck, EMI zu unterdrücken. Wie kann eine gute Isolierung und Abschirmung von Differentialspuren gewährleistet werden? Die Vergrößerung des Abstandes zwischen Leiterbahnen und anderen Signalspuren ist eine der grundlegendsten Möglichkeiten. Die elektromagnetische Feldenergie nimmt mit dem Quadrat der Entfernung ab. Im Allgemeinen überschreitet der Zeilenabstand das Vierfache der Zeile. Wenn sie breit ist, ist die Interferenz zwischen ihnen extrem schwach und kann grundsätzlich ignoriert werden. Darüber hinaus kann die Isolierung durch die Bodenebene auch einen guten Abschirmeffekt spielen. Diese Struktur wird oft beim Entwurf von Hochfrequenz-IC-Paket-Leiterplatten (über 10G) verwendet. Es wird eine CPW-Struktur genannt, die eine strenge differentielle Impedanz gewährleisten kann. Steuerung (2Z0).