PCB 뉴스 - PCB 차등 신호 설계에서 흔히 볼 수 있는 오해.

오해 1: 사람들은 차분 신호가 지평면을 귀환 경로로 사용하지 않거나 차분 흔적선이 서로에게 귀환 경로를 제공할 필요가 없다고 생각한다.이러한 오해의 원인은 그들이 표면적인 현상에 현혹되거나 고속 신호 전송의 메커니즘이 깊지 않기 때문이다.그림1-8-15에서 수신단의 구조를 보면 트랜지스터 Q3와 Q4의 발사극 전류는 같고 반대로 지상의 전류는 서로 상쇄되기 때문에 (I1=0) 차분 회로는 비슷한 반등을 가지고 전원과 접지 평면에 존재할 수 있는 다른 소음 신호는 민감하지 않다.지면의 부분 반환 제거는 차동 회로가 신호 반환 경로로 참조 평면을 사용하지 않는다는 것을 의미하지는 않습니다.사실상 신호반환분석에서 차분포선과 일반단단배선의 기리는 같다. 즉 고주파신호는 늘 전감이 가장 작은 회로를 따라 환류하는데 가장 큰 차이점은 차분선이 지와의 결합외에 또 상호결합을 갖고있다는것이다.어떤 결합이 강한지, 어떤 결합이 주요 반환 경로가 되는지.그림1-8-16은 단일 신호와 차분 신호의 지자기장 분포 설명도이다.

PCB 회로 설계에서 차분 흔적선 사이의 결합은 일반적으로 매우 작으며, 일반적으로 결합도의 10~20% 만 차지하며, 더 많은 것은 대지에 대한 결합이기 때문에 차분 궤적의 주요 반환 경로는 여전히 접지 평면에 존재한다.접지 평면이 연속되지 않으면 차동 흔적선 사이의 결합은 그림 1-8-17과 같이 참조 평면이 없는 영역에 주 반환 경로를 제공합니다.참조 평면의 불연속성이 차동 흔적선에 미치는 영향은 일반 단일 흔적선만큼 심각하지 않지만 여전히 차동 신호의 품질을 낮추고 EMI를 증가시킬 수 있으므로 가능한 한 피해야합니다.일부 설계자들은 차분 흔적 오프라인의 참조 평면을 제거하여 차분 전송 중의 일부 공통 모드 신호를 억제할 수 있다고 생각한다.그러나 이런 방법은 이론적으로 바람직하지 않다.임피던스는 어떻게 제어합니까?공통 모드 신호에 접지 임피던스 회로를 제공하지 않으면 EMI 방사선이 불가피하게 발생합니다.이런 방법은 폐단이 이익보다 크다.오해 2: 사람들은 회선 길이와 일치하는 것보다 동일한 간격을 유지하는 것이 더 중요하다고 생각합니다.실제 PCB 레이아웃에서는 차등 설계의 요구 사항을 동시에 충족할 수 없는 경우가 많습니다.핀 분포, 오버홀 및 경로설정 공간의 존재로 인해 적절한 권선을 통해 회선 길이 일치를 달성해야 하지만 차등 쌍의 일부 영역은 평행이 아니어야 합니다.이럴 때 우리는 어떻게 해야 합니까?어떤 선택입니까?결론에 도달하기 전에 다음 시뮬레이션 결과를 살펴보겠습니다.

이상의 시뮬레이션 결과를 보면, 시나리오 1과 시나리오 2의 파형은 거의 일치한다. 즉, 같지 않은 간격이 미치는 영향이 가장 적다.이에 비해 선로의 길이가 맞지 않는 것은 시퀀스에 미치는 영향이 훨씬 크다.(시나리오 3).이론적 분석에 의하면 간격이 일치하지 않으면 차분 임피던스에 변화가 생기지만 차분대 간의 결합 자체가 현저하지 않기 때문에 임피던스 변화 범위도 매우 작고 보통 10% 이내로 한 번만 통과하는 것과 같다. 빈틈으로 인한 반사는 신호 전송에 현저한 영향을 미치지 않는다.일단 선로의 길이가 일치하지 않으면 정시 오프셋을 제외하고 공모분량이 차분신호에 도입되는데 이는 신호의 질을 낮추고 EMI를 증가시킨다.PCB 차분 흔적선 설계에서 가장 중요한 규칙은 일치선의 길이이며, 다른 규칙은 설계 요구와 실제 응용에 따라 유연하게 처리할 수 있다고 말할 수 있다.오해 3: 차속기 연결이 가깝다고 생각합니다.차분적선의 접근을 유지하는것은 그들의 결합을 증강하기 위해서이다. 이는 소음에 대한 면역력을 높일수 있을뿐만아니라 자기장의 상반극성을 충분히 리용하여 외계에 대한 전자기교란을 상쇄할수 있다.이 방법은 대부분의 경우 매우 유용하지만 절대적인 것은 아닙니다.외부 간섭을 완전히 차단할 수 있다면 강한 결합을 사용하여 간섭에 저항할 필요가 없습니다.그리고 EMI를 억제하는 목적.우리는 어떻게 차분 흔적선의 양호한 격리와 차단을 확보합니까?다른 신호 흔적선과의 간격을 늘리는 것은 가장 기본적인 방법 중의 하나이다.전자장의 에너지는 거리의 제곱에 따라 감소한다.일반적으로 행 간격이 선 너비의 4배를 초과하면 간섭이 매우 미약합니다.무시할 수 있습니다.또한 접지 평면의 격리도 좋은 차단 효과를 낼 수 있다.이 구조는 고주파(10G 이상) IC 패키징 PCB 설계에 자주 사용된다.CPW 구조로 불리며 엄격한 차분 임피던스를 보장합니다.제어(2Z0).차동 흔적 선은 다른 신호 계층에서도 작동 할 수 있지만 일반적으로 다른 계층에서 발생하는 임피던스와 오버홀 차이로 인해 차동 모드 전송의 효과가 손상되고 공통 모드 노이즈가 도입되기 때문에 이러한 방법을 사용하는 것이 권장되지 않습니다.또한 인접한 두 층이 긴밀하게 결합되지 않으면 차분 흔적선의 소음 저항 능력이 떨어지지만 주변 흔적선과 적당한 거리를 유지할 수 있다면 교란은 문제가 되지 않는다.EMI는 일반 주파수 (기가헤르츠보다 낮음) 에서 심각한 문제가 되지 않을 것이다.실험에 따르면 차분적선으로부터 500밀이의 거리에서 복사에네르기의 감쇠는 3메터의 거리에서 60dB에 달했는데 이는 FCC 전자기복사표준을 만족시키기에 충분하므로 설계자는 차분선로의 결합부족으로 인한 전자기호환성을 지나치게 걱정할 필요가 없다.

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