Berita PCB - Titik utama desain PCB untuk pasangan berbeza

Pemindahan isyarat berbeza mempunyai banyak keuntungan dibandingkan dengan pemindahan isyarat berakhir satu:

1. Kekuatan anti-gangguan kuat, kerana sambungan antara dua jejak perbezaan adalah sangat baik. Apabila terdapat gangguan bunyi dari luar, ia hampir tersambung dengan dua baris pada masa yang sama, dan akhir penerimaan hanya bimbang dengan perbezaan antara dua isyarat, jadi bunyi mod biasa luaran boleh dibatalkan sepenuhnya;

2. Ia boleh menekan EMI secara efektif. Untuk sebab yang sama, kerana polariti kedua-dua isyarat bertentangan, medan elektromagnetik yang direradiasi oleh mereka boleh membatalkan satu sama lain. Semakin ketat sambungan, semakin kurang tenaga elektromagnetik bergerak ke dunia luar;

3. Posisi masa adalah tepat. Kerana perubahan tukar isyarat perbezaan ditempatkan di persimpangan dua isyarat, tidak seperti isyarat satu-akhir, yang bergantung pada voltaj ambang tinggi dan rendah, ia kurang terpengaruh oleh proses dan suhu, yang boleh mengurangi ralat dalam masa. Ia juga lebih sesuai untuk rancangan sirkuit isyarat amplitud rendah.

Untuk jurutera PCB, yang paling bimbang adalah bagaimana memastikan keuntungan isyarat perbezaan boleh digunakan sepenuhnya dalam kawat sebenar. Sesiapa yang telah terkena rancangan PCB akan memahami keperluan umum kabel perbezaan, iaitu, "panjang sama dan jarak sama". Tetapi semua peraturan ini tidak digunakan untuk melaksanakan secara mekanik, dan banyak jurutera seolah-olah tidak melakukan analisis dalam-dalam rancangan sebenar dan pemprosesan pasangan garis berbeza. Berikut akan fokus pada membincangkan beberapa titik umum dalam rancangan isyarat PCB berbeza.

1 sama panjang

Panjang sama adalah untuk membuat lambat penghantaran isyarat pada setiap garis sama, untuk memastikan kedua-dua isyarat perbezaan menjaga polariti bertentangan setiap masa. Setiap perbezaan lambat antara dua garis penghantaran akan menyebabkan sebahagian isyarat perbezaan menjadi isyarat mod umum, yang akan mempengaruhi kualiti isyarat secara serius.

Panjang sama adalah untuk membuat panjang kawat bagi dua garis isyarat pasangan perbezaan sebanyak mungkin. Secara umum, keperluan yang sepadan untuk isyarat perbezaan kelajuan tinggi dengan panjang yang sama adalah dalam ±10 mils. Sudah tentu, ini adalah keperluan yang lebih tinggi. Nilai sebenar boleh dihitung dengan membenarkan penyesuaian isyarat (skew, yang boleh ditemui pada manual cip) dan lambat penghantaran isyarat (biasanya 180 pikosesaat per inci).

Kerana bentangan peranti, distribusi pin, dll., garis perbezaan yang dijana oleh wayar langsung bukanlah panjang yang sama dalam kebanyakan kes, yang memerlukan pembantaian manual. Pengangin secara manual biasanya dilakukan pada pins cip, tujuan adalah untuk mengurangi penghentian impedance pasangan garis berbeza. Figure 1 menunjukkan dua kaedah pembuluhan yang biasa digunakan.

2 Isometrik

Jarak bersamaan adalah untuk memastikan kontinuiti impedance perbezaan antara pasangan garis perbezaan dan mengurangkan refleksi. Impedansi berbeza adalah parameter penting untuk merancang pasangan berbeza. Jika ia tidak terus menerus, ia akan mempengaruhi integriti isyarat. Impedansi berbeza boleh dianggap sebagai impedance yang sama dengan dua garis isyarat satu-akhir dalam siri. Biasanya impedance yang sama bagi garis isyarat satu-akhir adalah 50 Ω, jadi secara umum, impedance perbezaan patut disimpan pada 100 Ω. Persamaan adalah untuk menjaga jarak antara pasangan garis perbezaan sama (iaitu, laluan selari) untuk memastikan bahawa pembezaan perbezaan pasangan garis perbezaan tidak berubah diseluruh.

Impedansi berbeza berkaitan dengan lebar baris pasangan baris berbeza, jarak baris, tertib pencetakan papan, konstan dielektrik medium dan banyak parameter lain. Pembuat bersama-sama berunding dan menentukan parameter seperti ruang baris. Ia layak diperhatikan bahawa apabila isyarat perbezaan dihantar pada lapisan berbeza PCB berbilang lapisan (terutama apabila lapisan dalaman dan luar dijalurkan), jarak baris mesti disesuaikan pada masa untuk membalas perubahan keterangan impedance disebabkan perubahan konstan dielektrik medium. Berbanding dengan panjang yang tidak sama, jarak yang tidak sama mempunyai sedikit pengaruh pada integriti isyarat. Apabila panjang yang sama bertentangan dengan peraturan jarak yang sama, panjang yang sama sepatutnya dipenuhi terlebih dahulu.

3 Stacking pasangan berbeza dan papan dicetak

Pemasangan papan PCB berkaitan dengan sambungan dan perisai isyarat. Terdapat pandangan bahawa pasangan garis berbeza menyediakan laluan kembali untuk satu sama lain, jadi isyarat berbeza tidak memerlukan pesawat tanah sebagai laluan kembali. Ini salah faham. Secara umum, sambungan antara jejak perbezaan adalah kecil, sering hanya menganggap 10% hingga 20% darjah sambungan, dan lebih adalah sambungan ke tanah, jadi laluan kembalian utama jejak perbezaan masih wujud di atas lapangan tanah. Dalam rancangan PCB, isyarat perbezaan diperlukan untuk berada di sebelah sekurang-kurangnya satu pesawat tanah, dan lebih baik kedua-dua sisi berada di sebelah pesawat tanah. Kaedah pencetakan direkomendasikan dipaparkan dalam Figur 2. Kualiti isyarat menurun dari kiri ke kanan, tetapi ia boleh memenuhi keperluan asas.

Seperti garis satu-akhir kelajuan tinggi, pasangan berbeza juga mempunyai keperluan integriti untuk kapal tanah rujukan. Iaitu, pada laluan yang pasangan perbezaan melalui, pesawat rujukan tanah mesti berterusan dan tidak boleh dibahagi, seperti yang dipaparkan dalam Figur 3.

4 Jarak antara pasangan perbezaan dan isyarat lain

Mengawal jarak antara pasangan garis perbezaan dan isyarat lain boleh mengurangkan gangguan isyarat lain pada pasangan garis perbezaan dan menekan EMI [1]. Kita tahu bahawa tenaga medan elektromagnetik menurun dengan kuasa dua jarak. Secara umum, jarak antara pasangan garis perbezaan dan isyarat lain adalah lebih besar dari 4 kali lebar garis perbezaan atau 3 kali jarak antara pasangan garis perbezaan (mana yang lebih besar), mana yang lebih besar. Kesan masa sangat lemah dan boleh diabaikan. Formula ini adalah seperti ini:

L>4w dan L> 3d,

Di antara mereka, L: jarak antara pasangan garis perbezaan dan isyarat lain; w: lebar baris garis perbezaan; d: jarak garis pasangan garis berbeza.

Di sini, isyarat lain mengandungi garis perbezaan lain, garis-hujung tunggal, pesawat isyarat, dll. Pada masa yang sama, jarak antara pasangan garis perbezaan dan pinggir pesawat rujukannya juga perlu dihitung dengan cara di atas. Tujuan ini adalah untuk memastikan simetri dua garis perbezaan dan mengurangi bunyi mod umum.

5 Penghentian pasangan berbeza

Menambah perlawanan penghentian kepada pasangan garis berbeza adalah cara yang efektif untuk memastikan persamaan impedance garis pemindahan berbeza. Kawalan perlawanan yang sepadan terminal patut berdasarkan antaramuka aras logik yang berbeza, untuk memilih rangkaian perlawanan yang sesuai dan muat secara selari, untuk mencapai tujuan sepadan impedance.

Semasa ini, isyarat perbezaan yang paling biasa digunakan adalah LVDS dan LVPECL. Berikut menggambarkan kaedah penghentian dua isyarat ini.

(1) isyarat LVDS

LVDS ialah teknologi isyarat berbeza swing rendah, dan kadar penghantarannya secara umum berada di atas beberapa ratus Mb/s .Pemacu isyarat LVDS terdiri dari sumber semasa yang memandu garis perbezaan, biasanya dengan semasa 3.5 mA. Penegang penghentian biasanya hanya perlu disambung di tengah-tengah isyarat positif dan negatif.

(2) isyarat LVPECL

isyarat aras LVPECL juga salah satu aras isyarat berbeza yang sesuai untuk penghantaran kelajuan tinggi, dan kadar penghantarannya boleh mencapai 1 Gb/s. Setiap isyarat saluran tunggal mempunyai potensi DC yang 2 V kurang daripada voltaj pemacu isyarat. Oleh itu, apabila persamaan terminal dilaksanakan, perlawanan tidak boleh disambungkan antara garis berbeza positif dan negatif, tetapi setiap saluran hanya boleh sepadan satu-akhir., Seperti yang dipaparkan dalam Gambar 6.

Perlu dicatat bahawa, dengan pembangunan teknologi mikroelektronik, banyak pembuat peranti PCB telah mampu membuat perlawanan terminal yang sepadan di dalam peranti (anda boleh menemuinya dalam manual cip) untuk mengurangkan kerja pembuat PCB. Pada masa ini, ia tidak boleh lagi dihentikan, jika tidak ia akan mempengaruhi kualiti isyarat.

6 Masalah lain untuk memperhatikan

Apabila merancang PCB pasangan perbezaan, anda juga perlu memperhatikan isu-isu berikut: cuba untuk mengurangkan penggunaan vias dan faktor lain yang menyebabkan penghentian penghalangan; tidak menggunakan garis lipat 90°, boleh diganti dengan garis lengkung atau 45° lipat; jika diperlukan, guna pengasingan lapisan tanah yang berbeza antara pasangan garis berbeza untuk mencegah salib bercakap antara satu sama lain;

Jangan memastikan keseluruhan panjang jejak sama, tetapi cuba memastikan setiap segmen jejak sama (untuk penghentian impedance, seperti soket); jika tidak diperlukan, cuba untuk tidak menambah pads ujian pada garis perbezaan.