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1. cableado en ángulo recto
¿El cableado en ángulo recto suele ser para evitar situaciones en el cableado de placas de PCB y casi se ha convertido en uno de los criterios para medir la calidad del cableado, ¿ cuánto impacto tendrá el cableado en ángulo recto en la transmisión de señal? En principio, el cableado en ángulo recto cambia el ancho de la línea de transmisión, lo que resulta en una resistencia discontinua. De hecho, no solo las líneas rectangulares, las líneas rectangulares y las líneas agudas pueden causar cambios en la resistencia. El impacto del enrutamiento en ángulo recto en la señal se refleja principalmente en tres aspectos.
2. línea de distribución diferencial
¿¿ qué es una señal diferencial? En pocas palabras, el conductor envía dos señales de fase inversa equivalentes y el receptor compara la diferencia entre los dos voltios para determinar si el Estado lógico es "0" o "1". El par de cables que llevan la señal diferencial se llama cables diferenciales. En comparación con el enrutamiento ordinario de señal de un solo extremo, la señal diferencial tiene las ventajas más obvias en los siguientes tres aspectos:
A. fuerte capacidad antiinterferencia, ya que el acoplamiento entre dos líneas diferenciales es muy bueno, cuando se produce una interferencia acústica, se acoplan casi simultáneamente a dos líneas, mientras que el receptor solo se preocupa por la diferencia entre las dos señales, por lo que se puede eliminar por completo el ruido de modo común externo.
Puede inhibir eficazmente el emi. Del mismo modo, debido a que las dos señales tienen polos opuestos, los campos magnéticos que irradian pueden compensarse entre sí. Cuanto más estrecho sea el acoplamiento, menos energía electromagnética se liberará al mundo exterior.
El posicionamiento cronológico es preciso. Debido a que el cambio de interruptor de la señal diferencial se encuentra en la intersección de dos señales, a diferencia de las señales comunes de un solo extremo juzgadas por voltaje umbral alto y voltaje umbral bajo, se ve menos afectado por el proceso y la temperatura, lo que puede reducir el error de tiempo y es más adecuado para circuitos con señales de baja amplitud. LVDS (señal diferencial de baja tensión) es una tecnología Popular de señal diferencial de pequeña amplitud.
Malentendido 1: la señal diferencial no necesita el plano del suelo como ruta de retorno, o cree que las líneas diferenciales se proporcionan rutas de retorno entre sí. La razón de este malentendido es que los fenómenos superficiales se confunden o el mecanismo de transmisión de señales de alta velocidad no es lo suficientemente profundo. Como se puede ver en la estructura del extremo receptor en la figura 1 - 8 - 15, las corrientes del emisor de los Transistor Q3 Y q4 son iguales y opuestas, y sus corrientes en la Unión se compensan exactamente entre sí (i1 = 0). Por lo tanto, el circuito diferencial no es sensible a proyecciones similares a tierra y otras señales de ruido que pueden existir en la fuente de alimentación y el plano de tierra. El retorno de la parte de desplazamiento del plano de tierra no significa que el circuito diferencial no haya regresado a la ruta de la señal como plano de referencia. de hecho, en el análisis del flujo de señal, la línea diferencial es consistente con la línea de un solo extremo ordinario, y el mecanismo de la señal de alta frecuencia siempre regresa a lo largo del Circuito con la menor inducción. La mayor diferencia es que las líneas diferenciales, además de acoplarse al suelo, también están acopladas entre sí, y cualquiera de los acoplamientos fuertes se convierte en la principal ruta de retorno.
En el diseño de circuitos de pcb, el acoplamiento entre las líneas de distribución diferencial suele ser muy pequeño, generalmente solo representa entre el 10% y el 20% del grado de acoplamiento, y la mayoría de ellas están acopladas al suelo, por lo que la ruta principal de retorno de las líneas de distribución diferencial todavía existe en la formación de contacto. En caso de desconexión del plano local, el acoplamiento entre las rutas diferenciales proporciona la ruta principal de retorno en áreas sin plano de referencia, como se muestra en la figura 1 - 8 - 17. Aunque el impacto de la discontinuidad del plano de referencia en la línea de distribución diferencial no es tan grave como el cableado ordinario de un solo extremo, todavía reduce la calidad de la señal diferencial y aumenta el emi, lo que debe evitarse en la medida de lo posible. Algunos diseñadores creen que el plano de referencia de la línea de transmisión diferencial se puede eliminar para suprimir una parte de la señal de modo común en la transmisión diferencial, pero en teoría este método no es aconsejable. ¿¿ cómo controlar la resistencia? Si no se proporciona un anillo de resistencia a la tierra para la señal de modo común, inevitablemente se producirá radiación emi, lo que hará más daño que bien.
Malentendido 2: es más importante mantener una distancia igual que coincidir con la longitud de la línea. En el cableado real de pcb, a menudo no se pueden cumplir los requisitos del diseño diferencial. ¿Debido a factores como la distribución de pins, agujeros y espacios de cableado, es necesario lograr el objetivo de emparejamiento de longitud de línea a través de devanados adecuados, pero el resultado es inevitablemente que algunos pares diferenciales no se pueden conectar en paralelo, ¿ cómo elegir en este momento? Se puede decir que la regla más importante en el diseño de la línea de distribución diferencial de PCB es la coincidencia de la longitud de la línea, y otras reglas se pueden manejar con flexibilidad de acuerdo con los requisitos de diseño y la aplicación real.
Malentendido 3: pensar que la línea de diferencia debe estar muy cerca. El propósito de mantener las líneas diferenciales juntas no es más que aumentar su acoplamiento, tanto para mejorar su inmunidad al ruido como para utilizar la polo opuesta del campo magnético para compensar la interferencia electromagnética del mundo exterior. Aunque este método es muy beneficioso en la mayoría de los casos, no es absoluto. Si son capaces de bloquear completamente la interferencia externa, entonces ya no necesitamos lograr el propósito de anti - interferencia y supresión del EMI a través de un fuerte acoplamiento entre nosotros. ¿¿ cómo garantizar que la línea de distribución diferencial tenga un buen aislamiento y blindaje? Aumentar la distancia entre líneas y otras señales es una de las formas más básicas. La energía del campo electromagnético disminuye con la relación cuadrada de la distancia. Por lo general, cuando la distancia entre líneas es más de cuatro veces mayor que el ancho de la línea, la interferencia entre ellas es extremadamente débil y básicamente insignificante. Además, el aislamiento a través del plano de tierra también puede tener un buen efecto de blindaje, que generalmente se utiliza en diseños de PCB encapsulados IC de alta frecuencia (por encima de 10g), conocidos como estructuras cpw, que garantizan un estricto control de resistencia diferencial (2z0).
3. forma de serpiente
Las líneas en forma de serpiente se utilizan a menudo en el diseño. El objetivo principal es ajustar el retraso y cumplir con los requisitos del diseño cronológico del sistema. Los diseñadores primero deben entender que los cables en forma de serpiente pueden destruir la calidad de la señal, cambiar el retraso de transmisión y evitar su uso al cableado. Sin embargo, en el diseño real, para garantizar que la señal tenga tiempo suficiente de retención o reducir el desplazamiento de tiempo entre el mismo conjunto de señales, se debe enredar intencionalmente. ¿Entonces, ¿ qué efecto tiene el tubo en forma de serpiente en la transmisión de señal? ¿¿ a qué debo prestar atención cuando hago cola? Los dos parámetros más críticos son la longitud de acoplamiento paralelo (lp) y la distancia de acoplamiento (s), como se muestra en la figura 1 - 8 - 21. Obviamente, cuando la señal se transmite en forma de serpiente, habrá un acoplamiento entre segmentos paralelos en forma de modo diferencial. Cuanto más pequeña sea la s, mayor será la LP y mayor será el grado de acoplamiento. esto puede reducir el retraso en la transmisión y reducir significativamente la calidad de la señal debido a las conversaciones cruzadas, como se describe en el análisis de conversaciones cruzadas de modo común y diferencial en el capítulo 3. Estos son algunos de los consejos de los ingenieros de diseño al manejar la forma de serpiente:
1. aumentar la distancia (s) de los segmentos paralelos tanto como sea posible. H se refiere a la distancia entre la línea de señal y el plano de referencia. En general, esta es una gran curva. Mientras s sea lo suficientemente grande, el efecto de acoplamiento se puede evitar casi por completo.
2. reducir la longitud del acoplamiento lp. Cuando el retraso de LP se acerca o supera dos veces el tiempo de subida de la señal, la conversación cruzada generada alcanzará la saturación.
3. el retraso en la transmisión de la señal causado por la línea de banda o la línea de serpiente del MICROSTRIP integrado es menor que el retraso en la transmisión de la señal del microstrip. En teoría, las líneas de banda no afectarán la velocidad de transmisión debido a la conversación cruzada de modo diferencial.
4. para las líneas de alta velocidad y señal con requisitos estrictos de tiempo, trate de no tomar líneas en forma de serpiente, especialmente a pequeña escala.
5. se pueden utilizar con frecuencia formas de serpiente de cualquier ángulo, lo que puede reducir efectivamente el acoplamiento entre sí.
6. en el diseño de PCB de alta velocidad, el tubo de serpiente no tiene la llamada capacidad de filtrado o anti - interferencia y solo puede reducir la calidad de la señal, por lo que solo se utiliza para la coincidencia de tiempo y no tiene otros usos.
7. a veces se puede considerar el devanado de cables espirales. Los resultados de la simulación muestran que su efecto es mejor que el enrutamiento convencional en forma de serpiente.
