Noticias de PCB - Malentendidos comunes en el diseño de señales diferenciales de pcb.

Malentendido 1: se cree que las señales diferenciales no necesitan un plano del suelo como ruta de retorno, o que las rutas diferenciales se proporcionan rutas de retorno entre sí. La razón de este malentendido es que están confundidos por fenómenos superficiales o que el mecanismo de transmisión de señales de alta velocidad no es lo suficientemente profundo. Como se puede ver en la estructura del extremo receptor de la figura 1 - 8 - 15, las corrientes emisores de los Transistor Q3 Y q4 son iguales y opuestas, y sus corrientes en el suelo se compensan exactamente entre sí (i1 = 0), por lo que el circuito diferencial tiene un rebote similar y otras señales de ruido que pueden estar presentes En el plano de la fuente de alimentación y el plano del suelo son insensibles. La eliminación parcial del retorno del plano del suelo no significa que el circuito diferencial no utilice el plano de referencia como ruta de retorno de la señal. De hecho, en el análisis de retorno de la señal, el mecanismo de la línea de distribución diferencial y el cableado ordinario de un solo extremo es el mismo, es decir, la señal de alta frecuencia siempre regresa a lo largo del Circuito con la menor inducción, la mayor diferencia es que la línea diferencial tiene un acoplamiento mutuo además del acoplamiento con el suelo. Qué tipo de acoplamiento es fuerte y qué tipo de acoplamiento se convierte en la principal ruta de retorno. La figura 1 - 8 - 16 es un diagrama esquemático de la distribución del campo geomagnético de las señales de un solo extremo y las señales diferenciales.

En el diseño de circuitos de pcb, el acoplamiento entre los rastros diferenciales suele ser pequeño, generalmente solo representa entre el 10% y el 20% del grado de acoplamiento, más acoplamiento a la tierra, por lo que la ruta principal de retorno en los rastros diferenciales todavía existe en el plano de tierra. Cuando el plano de tierra no es continuo, el acoplamiento entre las trazas diferenciales proporcionará 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 el rastreo diferencial no es tan grave como el de un solo extremo ordinario, 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 fuera del rastro diferencial se puede eliminar para suprimir algunas señales de modo común en la transmisión diferencial. Sin embargo, este método no es teóricamente aconsejable. ¿¿ cómo controlar la resistencia? No proporcionar un circuito de resistencia a la tierra para la señal de modo común causará inevitablemente radiación emi. Este método hace más daño que bien. malentendido 2: se cree que es más importante mantener una distancia igual que coincidir con la longitud de la línea. En el diseño real de pcb, generalmente es imposible cumplir con los requisitos del diseño diferencial al mismo tiempo. Debido a la distribución de los pines, los agujeros y la presencia de espacios de cableado, el propósito de emparejar la longitud de la línea debe lograrse a través de un devanado adecuado, pero el resultado debe ser que algunas áreas del par diferencial no pueden ser paralelas. ¿¿ qué debemos hacer en este momento? ¿¿ cuál opción? Antes de llegar a una conclusión, veamos los siguientes resultados de simulación.

A juzgar por los resultados de la simulación anterior, las formas de onda de los esquemas 1 y 2 son casi consistentes, es decir, las distancias desiguales tienen el menor impacto. Por el contrario, el impacto del desajuste de la longitud de la línea en el tiempo es mucho mayor. (programa 3). A juzgar por el análisis teórico, aunque las inconsistencias de espaciamiento provocan cambios en la impedancia diferencial, el rango de variación de la impedancia también es pequeño debido a que el acoplamiento entre pares diferenciales no es significativo en sí mismo, generalmente dentro del 10%, lo que equivale a solo un paso. el reflejo causado por el agujero no tiene un impacto significativo en La transmisión de la señal. Una vez que la longitud de la línea no coincide, además del desplazamiento de tiempo, el componente de modo común se introduce en la señal diferencial, lo que reduce la calidad de la señal y aumenta el emi. Se puede decir que la regla más importante en el diseño de trazas diferenciales de PCB es emparejar 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 las líneas de distribución diferencial deben estar muy cerca. Mantener los rastros diferenciales cerca no es más que mejorar su acoplamiento, lo que no solo puede mejorar la inmunidad al ruido, sino también aprovechar al máximo la polo opuesta del campo magnético para compensar la interferencia electromagnética con el mundo exterior. Aunque este método es muy beneficioso en la mayoría de los casos, no es absoluto. Si podemos asegurarnos de que bloqueen completamente las interferencias externas, entonces no necesitamos usar un fuerte acoplamiento para lograr anti - interferencia. Y el propósito de inhibir el emi. ¿¿ cómo podemos garantizar un buen aislamiento y blindaje de las trazas diferenciales? Aumentar la distancia de otros rastros de señal es una de las formas más básicas. La energía del campo electromagnético disminuye con el cuadrado de la distancia. Por lo general, cuando el espaciamiento de las líneas supera las cuatro veces el ancho de las líneas, la interferencia entre ellas es extremadamente débil. Se puede ignorar. Además, el aislamiento a través del plano de tierra también puede desempeñar un buen papel de blindaje. Esta estructura se utiliza generalmente en el diseño de PCB encapsulados IC de alta frecuencia (más de 10g). Se llama estructura cpw y puede garantizar una resistencia diferencial estricta. Control (2z0). Los rastros diferenciales también pueden funcionar en diferentes capas de señal, pero generalmente no se recomienda este método, ya que las diferencias en la resistencia y el agujero generados por las diferentes capas destruyen el efecto de la transmisión del modo diferencial e introducen ruido de modo común. Además, si las dos capas adyacentes no están estrechamente acopladas, Esto reducirá la capacidad de los rastros diferenciales para resistir el ruido, pero si puedes mantener la distancia adecuada de los rastros circundantes, la conversación cruzada no es un problema. A una frecuencia general (por debajo del gigahertz), la interferencia electromagnética no será un problema grave. Los experimentos han demostrado que la atenuación de la energía de radiación alcanza los 60 dB a una distancia de 3 metros a una distancia de 500 milímetros del rastro diferencial, lo que es suficiente para cumplir con los estándares de radiación electromagnética fcc, por lo que los diseñadores no tienen que preocuparse demasiado por la compatibilidad electromagnética causada por el acoplamiento insuficiente de La línea diferencial.

Lo anterior es una introducción a los malentendidos comunes en el diseño de señales diferenciales de pcb. El IPCB también está disponible para los fabricantes de PCB y la tecnología de fabricación de pcb.