Технология PCB - Ошибка при проектировании разностного сигнала PCBA

при проектировании на больших скоростях PCB, the application of differential signal (DIFferential Signal) is becoming more and more extensive, наиболее важные сигналы в цепи обычно проектируются с использованием разностной структуры.

почему так? Compared with ordinary single-ended signal routing, преимущество разностного сигнала с высокой помехоустойчивостью, effective suppression of EMI, точное определение местоположения.

разностный сигнал монтаж PCB requirements

On the circuit board, канал дифференциальной записи должен быть линией одинаковой длины, equal width, рядом, and on the same level.

изометрия:

равномерная длина означает, что длина обеих линий должна быть как можно больше, для обеспечения того, чтобы два разностных сигнала оставались противоположными полярности. Reduce common mode components.

равноширина, equal distance:

Такая же ширина означает, что ширина линии двух сигналов должна быть одинаковой, а расстояние между двумя линиями должно быть постоянным и параллельным.

минимальное изменение импеданса:

при проектировании PCB с дифференциальным сигналом, one of the most important things is to find out the target impedance of the application, затем соответственно планировать разность. Кроме того, минимальное изменение сопротивления. The impedance of the differential line depends on factors such as trace width, траекторная связь, copper thickness, and PCB material and stackup. когда ты пытаешься избежать любого изменения дифференциального сопротивления, consider each of them.

типичная ошибка

недоразумение

Мы считаем, что разностные сигналы не должны быть плоскими, как путь к возвращению, или же путь к дифференциальной записи должен обеспечивать друг другу путь к возвращению.

Это недоразумение объясняется тем, что они были озадачены поверхностными явлениями или что механизмы высокоскоростной передачи сигналов недостаточно развиты. дифференциальные схемы не чувствительны к аналогичному заземлению и другим шумовым сигналам, которые могут существовать на электропитании и на стыке пластов. частичный возврат на поверхность земли не означает, что дифференциальная схема не использует базовую поверхность в качестве пути возвращения сигнала. На самом деле, в обратном анализе сигнала, дифференциальная проводка и обычная односторонняя проводка имеют один и тот же механизм, то есть высокочастотный сигнал всегда по цепи с наименьшей индуктивностью. наибольшая разница заключается в том, что помимо связи с землей дифференциальные линии также связаны между собой. Какая связь сильна, какая связь является основным способом возвращения.

при проектировании цепей PCB связь между линиями разности обычно очень мала, обычно составляет лишь 10 - 20% от степени связи, больше - от земли, поэтому основные пути возвращения линии разности по - прежнему находятся на поверхности земли. в тех случаях, когда в залегающем слое существует разрыв, связь между дорожками дифференциальной записи в районе, где нет опорной плоскости, обеспечивает основные пути возвращения, хотя разрыв между базовыми уровнями не влияет на общие дорожки регистрации расхождений, но это серьезно, но тем не менее снижает качество разностных сигналов и повышает качество EMI, этого следует избегать, насколько это возможно.

Кроме того, некоторые конструкторы считают, что при разностной передаче можно удалить опорную поверхность под линией разности, чтобы подавить частичный симулятивный сигнал. Однако такой подход не является теоретически желательным. как контролировать импеданцы? отсутствие контура сопротивлений для сопутствующего сигнала неизбежно приведет к облучению EMI. Эта практика приносит больше вреда, чем пользы.

недоразумение

It is believed that keeping equal spacing is more important than matching the line length.

в реальной конфигурации PCB, как правило, не удавалось одновременно удовлетворить требования к дифференциальному проектированию. с учетом таких факторов, как распределение пяток, пролетное отверстие и пространство для проводов, необходимо согласовать длину линии с помощью соответствующей обмотки, однако в результате некоторые участки дифференциала не могут быть параллельными. наиболее важным правилом при проектировании дифференциальных линий PCB является длина линий, установленных на единицах. другие правила могут применяться гибко в соответствии с требованиями конструкции и практического применения.

03 недопонимание

Считается, что траектория различия должна быть очень близка.

сближение каналов дифференциальной записи не является целью укрепления их связи, что не только повышает устойчивость к шуму, но и позволяет в полной мере использовать противоположные полюсы магнитного поля для нейтрализации электромагнитных помех внешним воздействиям. Хотя такой подход в большинстве случаев весьма полезен, он не является абсолютным. если мы сможем обеспечить, чтобы они были полностью защищены от внешнего вмешательства, то нам не нужно будет использовать сильные связи для достижения помех. и цель подавления электромагнитных помех.

как нам обеспечить, чтобы дифференциальные дорожки были хорошо изолированы и защищены? одним из важнейших методов является увеличение разрыва с другими сигнальными каналами. энергия электромагнитного поля уменьшается в квадрате расстояния. обычно, когда расстояние между строками в 4 раза превышает ширину линий, помехи между ними очень слабы. можно игнорировать.

In addition, isolation by the ground plane can also play a good shielding role. This structure is often used in high-frequency (above 10G) IC package PCB design. It is called a CPW structure, обеспечивать строгое дифференциальное сопротивление. control.