Новости PCB - основы прямой, дифференциальной и змеевидной проводки

прямоугольная проводка

Right-angle wiring is generally required to avoid the situation in PCB board wiring, почти стал одним из стандартов качества проводов, so how muCh impact will right-angle wiring have on signal transmission? в принципе, right-angle wiring will change the line width of the transmission line, приводить к разрыву импеданса. In fact, не только прямые линии, ton Angle, острота может привести к изменению импеданса. The influence of right-angle routing on signals is mainly reflected in three aspects.

2. Differential cabling

Что такое разностный сигнал? на простом английском языке привод посылает два эквивалентных и обратных сигнала, приемник сравнивает разницу между двумя напряжениями, чтобы определить логическое состояние "0" или "1". пара проводов, передающих разностный сигнал, называется разностный провод. по сравнению с обычным маршрутом однополюсных сигналов, разностный сигнал имеет три наиболее очевидных преимущества:

А, помехоустойчивые способности, потому что связь между двумя разностными линиями очень хорошо, когда есть шумовые помехи, они почти одновременно связаны между двумя линиями, а приёмник заботится только о разнице между двумя сигналами, так что внешние симулятивные шумы могут быть полностью устранены.

Он может эффективно подавлять Эми. Точно так же, поскольку полярность двух сигналов противоположна, электромагнитное поле их излучения может нейтрализовать друг друга. Чем теснее связь, тем меньше электромагнитной энергии высвобождается во внешний мир.

c. Timing positioning is accurate. Потому что переключение разностных сигналов находится на перекрестке двух сигналов, В отличие от обычных однополюсных сигналов, однополюсный сигнал определяется высоким пороговым и низким пороговым напряжением, он меньше зависит от технологии и температуры, Это уменьшает погрешность в таймере и больше подходит для схем сигналов низкой амплитуды. LVDS(Low Voltage Differential Signaling) is a popular small amplitude differential signal technology.

недоразумение 1: разностный сигнал не нуждается в плоскости в качестве пути обратного потока, или разностная линия, чтобы предоставить друг другу обратный путь. Такое недопонимание объясняется поверхностными явлениями или недостаточно глубокими механизмами высокоскоростной передачи сигналов. структура приемного конца на рис. 1 - 8 - 15 показывает, что эмиттерный ток транзистора Qтри и Q4 равен и, напротив, их ток на узле уравновешивается (I1 = 0). Поэтому схема дифференциации не чувствительно к аналогичной проекции на землю и другим шумовым сигналам, которые могут существовать в электропитании и в прилегающем слое. возвращаемая графитовая носовая летательного аппарата с отклонением плоскости не представляет собой разностной схемы как опорной плоскости, не возвращающейся в качестве пути сигнала. на самом деле, в анализе потока сигнала разностная линия и обычная одноступенчатая линия сходятся, механизм высокочастотного сигнала всегда возвращается по наименьшей индуктивности цепи, наибольшая разница заключается в том, что линии различия, помимо связи с землей, также связаны между собой, сильная связь становится основным потоком.

при проектировании схем PCB связь между линиями разностного распределения, как правило, очень мала, обычно составляет лишь 10 - 20% от степени связи, и большая часть из них связана с землей, поэтому основные пути шлейфа линий разностного распределения по - прежнему находятся в плоскости земли. Как показано на диаграмме 1 - 8 - 17, в случае разрыва локальных плоскостей связь между дифференциальными линиями обеспечивает основные пути обратного течения в районах, не имеющих базовых уровней. Несмотря на то, что прерывность базовых поверхностей оказывает не столь серьезное воздействие на дифференциальную проводку, как обычная одноступенчатая проводка, качество разностных сигналов все же снижается, что увеличивает EMI, следует избегать, насколько это возможно. Некоторые конструкторы считают, что базовый уровень дифференциальной линии передачи может быть удален для подавления частичного сопутствующего сигнала при разностной передаче, но теоретически такой метод не является желательным. как контролировать импеданцы? если не предоставить контур сопротивлений заземления для сопутствующего сигнала, то это неизбежно вызовет EMI - излучение, которое причинит больше вреда, чем пользы.

недоразумение 2: сохранение одинакового интервала более важно, чем согласование с управляющим. в реальной PCB проводки часто не удовлетворяют требованиям дифференциации. в силу таких факторов, как кавычки, распределение отверстий и пространство для прокладки проводов, необходимо достичь цели, соответствующей длине линии, через соответствующую обмотку, но неизбежным следствием этого является то, что частичные разностные пары не могут быть параллельными, как выбрать это время? можно сказать, что наиболее важными правилами проектирования дифференциальных линий PCB являются согласование длины линий, а другие правила могут применяться гибко в соответствии с требованиями конструкции и практического применения.

недоразумение 3: мысль о том, что отклонение должно быть близко. Цель сохранения дифференциалов заключается не только в том, чтобы усилить их связь, повысить их иммунитет к шуму, но и использовать противоположные полюсы магнитного поля для нейтрализации электромагнитных помех из внешнего мира. Хотя в большинстве случаев такой подход весьма полезен, он не является абсолютным. если они смогут полностью экранировать внешние помехи, то нам больше не нужно будет решать задачи по борьбе с помехами и подавлению EMI посредством сильной связи между собой. как обеспечить, чтобы дифференциальные линии были хорошо изолированы и защищены? Увеличение расстояния между линиями и другими сигналами является одним из важнейших способов. энергия электромагнитного поля уменьшается в зависимости от квадратного расстояния. обычно, когда расстояние между двумя линиями в четыре раза превышает ширину линий, помехи между ними очень слабы и в основном могут быть проигнорированы. Кроме того, изоляция через уровень земли может также дать хороший эффект защиты, обычно используется в высокочастотной (10G и выше) IC герметизации PCB конструкции, известной как структура CPW, которая обеспечивает строгий дифференциальный импеданс управления (2Z0).

извилистый

в компоновке часто используется змеевик. его главная цель заключается в том, чтобы скорректировать временную задержку и удовлетворить требования системного плана. конструктор должен прежде всего понять, что змеевик может разрушить качество сигнала, задержка изменения передачи, and should be avoided when wiring. Однако, В настоящем проекте, чтобы обеспечить достаточно времени для сохранения сигнала, или уменьшить временное смещение между одними и теми же сигналами, необходимо сознательно делать наматывание. So what does the serpentine do to signal transmission? что я должен обращать внимание в очередях? The two most critical parameters are parallel coupling length (Lp) and coupling distance (S), Как показано на диаграмме. 1-8-21. очевидно, when the signal is transmitted in serpentine line, связь между параллельными отрезками будет осуществляться в виде биполярных мод. меньше S, большой Lp, and the greater the coupling degree will be. Это может уменьшить задержку передачи и значительно снизить качество сигнала из - за помех, Как указано в главе 3, для анализа синфазных и разностных помех. Here are some tips for Layout engineers when dealing with serpentines:

максимальное расстояние между параллельными отрезками. Н - расстояние между линией сигнала и базовой поверхностью. Вообще - то, это большая кривая. до тех пор, пока S достаточно большой, эффект связи может быть почти полностью предотвращен.

уменьшение длины сцепления ЛП. когда задержка LP дважды приближается или превышает время нарастания сигнала, возникает последовательное возмущение, достигающее насыщения.

3. The signal transmission delay caused by the snake-like wire of a strip-line or Embedded micro-strip is smaller than that of a micro-strip. теоретически, из - за неоднородности мод, полоса не влияет на скорость передачи.

4. для высокоскоростных и сигнальных линий, имеющих строгие требования по времени, старайтесь не эксплуатировать змеевиковые линии, особенно в небольших масштабах.

можно часто использовать змеевики, имеющие произвольные углы, что позволяет эффективно сокращать связи между собой.

6. In high-speed PCB design, змеевик без так называемых фильтров или помехоустойчивости может только снизить качество сигнала, so it is only used for timing matching and no other purpose.

иногда можно подумать о навивке спирали. Эмуляция показывает, что эффект лучше, чем обычный змеевиковый маршрут.