PCB 기술 - PCBA 차분 신호 설계의 오류

고속 PCB 설계에서 차분 신호 (DIF 차분 신호) 의 응용은 점점 더 광범위해지고 있으며 회로에서 가장 중요한 신호는 종종 차분 구조 설계를 사용합니다.

왜 이러지?일반적인 단일 신호 라우팅에 비해 차분 신호는 방해에 강하고 EMI를 효과적으로 억제하며 정시 위치가 정확하다는 장점이 있다.

차등 신호 PCB 케이블 연결 요구 사항

회로 기판에서 차분적 선은 길이가 같고 너비가 같으며 가깝고 같은 수평에 있는 두 선이어야 한다.

등거리:

등장은 두 노선의 길이가 가능한 한 길어야 한다는 것을 의미하며, 두 차분 신호가 항상 상반된 극성을 유지해야 한다.공통 모드 어셈블리를 줄입니다.

등폭, 등거리:

동등한 너비는 두 신호의 흔적선 너비가 같아야 한다는 것을 의미하며, 동등한 거리는 두 선 사이의 간격이 일정하고 평행해야 한다는 것을 의미한다.

임피던스의 최소 변화:

차분 신호가 있는 PCB를 설계할 때 가장 중요한 일 중 하나는 응용의 목표 임피던스를 찾아낸 다음 그에 따라 차분 쌍을 계획하는 것이다.또한 임피던스 변화를 최소화하십시오.차등선의 임피던스는 흔적선의 폭, 흔적선의 결합, 구리의 두께, PCB 재료와 스택 등의 요소에 의해 결정된다.차이점 대 임피던스를 변경하려는 모든 것을 피하려면 모든 것을 고려해야 한다.

일반적인 오류

01 오해 1

차분 신호는 접지 평면을 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.차등 회로는 전원 및 접지 평면에 존재할 수 있는 유사한 접지 및 기타 소음 신호에 민감하지 않습니다.지면의 부분 반환 제거는 차동 회로가 신호 반환 경로로 참조 평면을 사용하지 않는다는 것을 의미하지는 않습니다.사실, 신호 반환 분석에서 차분포선과 일반 단일 경로설정의 메커니즘은 동일합니다. 즉, 고주파 신호는 항상 전기 감각이 가장 적은 루프를 따라 회류합니다.가장 큰 차이점은 대지적 결합 외에도 차선들이 서로 결합한다는 것입니다.어떤 결합이 강한지, 어떤 결합이 주요 반환 경로가 되는지.

PCB 회로 설계에서 차분 흔적선 사이의 결합은 일반적으로 매우 작으며, 일반적으로 결합도의 10-20% 만을 차지하며, 더 많은 것은 대지에 대한 결합이기 때문에 차분 궤적의 주요 반환 경로는 여전히 접지 평면에 존재한다.접지 평면에 불연속성이 존재하는 경우 참조 평면이 없는 영역의 차동 경로 간의 결합은 기본 반환 경로를 제공하지만 참조 평면의 불연속성은 일반 단일 종적 경로의 차동 경로에 영향을 미치지 않습니다. 심각하지만 차동 신호의 품질을 낮추고 EMI를 증가시킵니다.이것은 가능한 한 피해야 한다.

이밖에 일부 설계자들은 차분흔적오프라인의 참고평면을 제거하여 차분전송중의 공모신호의 일부를 억제할수 있다고 인정하였다.그러나 이런 방법은 이론적으로 바람직하지 않다.임피던스는 어떻게 제어합니까?공통 모드 신호에 대한 임피던스 회로를 제공하지 않으면 EMI 방사선이 불가피하게 발생합니다.이런 방법은 폐단이 이익보다 크다.

02 오해 2

같은 간격을 유지하는 것이 회선 길이에 맞추는 것보다 더 중요하다고 사람들은 생각한다.

실제 PCB 레이아웃에서는 차등 설계의 요구 사항을 동시에 충족할 수 없는 경우가 많습니다.핀의 분포, 오버홀 및 경로설정 공간 등의 요소로 인해 적절한 권선을 통해 선로 길이 일치를 달성해야 하지만 그 결과 차등 쌍의 일부 영역은 평행할 수 없어야 합니다.PCB 차동 흔적선 설계에서 가장 중요한 규칙은 일치선의 길이입니다.기타 규칙은 설계 요구 사항 및 실제 적용에 따라 유연하게 처리됩니다.

03 오해 3

미분 궤적은 매우 가깝다고 믿는다.

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.

이밖에 접지평면의 격리도 아주 좋은 차페역할을 할수 있다.이 구조는 고주파(10G 이상) IC 패키징 PCB 설계에 자주 사용된다.CPW 구조로 불리며 엄격한 차분 임피던스를 보장합니다.제어