PCB Teknik - PCB Farklı Sinyal Tasarımı'nda yanlış anlama

Farklı sinyal ve PCB dizaynı farklı sinyalde birkaç ortak yanlış anlama

Farklı sinyal (Farklı Sinyal) yüksek hızlı devre dizaynında daha yaygın kullanılır. Devre'deki en kritik sinyali genellikle farklı bir yapı ile tasarlanır. Neden bu kadar popüler oluyor? PCB tasarımında iyi performansını nasıl sağlamak? Bu iki soruyla, tartışmanın sonraki kısmına devam ediyoruz. Farklı bir sinyal nedir? Layman'ın şartları üzerinde, s ürücü sonu iki eşit ve tersi sinyal gönderir ve alınan sonu iki voltaj arasındaki farkı karşılaştırarak mantıklı durumu "0" veya "1" hakkında yargılıyor. Farklı sinyalleri taşıyan izler çift farklı izler denir.

Sıradan tek sonlu sinyal izleriyle karşılaştırıldı, farklı sinyaller, bu üç tarafında en açık avantajlar vardır:

1. İki farklı izler arasındaki bağlantı çok iyi. Dışarıdan gürültü araştırmaları olduğunda, neredeyse iki hatla aynı zamanda birleştirildiler, ve alıcı sonu sadece iki sinyal arasındaki farklılığı umursuyor. Bu yüzden dış ortak modun sesi tamamen iptal edilebilir.

2. EMI'yi etkileyebilir. Aynı sebepten, iki sinyalin tersi polyarlığı yüzünden, bu tarafından yayılan elektromagnet alanları birbirlerini iptal edebilir. Birleşme daha sıkı, dışarıdaki dünyaya daha az elektromagnet enerji çıktı.

3. Zaman pozisyonu doğru. Çünkü farklı sinyalin değişikliği iki sinyalin kısımlarında, sıradan tek sonlu sinyallerin aksine, belirlemek için yüksek ve düşük sınır voltajlarına dayanan yüksek ve düşük sınır voltajlarına dayanarak, süreç ve sıcaklığı tarafından daha az etkilenir ve zamanında hatayı azaltabilir. Fakat daha düşük amplitude sinyal devreleri için daha uygun. Ağımdaki popüler LVDS (düşük voltaj farklı TIal sinyal sinyali) bu küçük amplitud farklı sinyal teknolojisine benziyor.

PCB mühendislerinin en endişesi, bu farklı sürücük avantajlarının gerçek sürücüklerde tamamen kullanılabileceğini nasıl sağlamak. Belki de Layout ile iletişim kuran herkes farklı düzenlemenin genel ihtiyaçlarını anlar, yani "eşit uzunluğu ve eşit uzağını". Aynı uzunluğu, iki farklı sinyallerin her zaman tersi polyarlıklar tutmasını ve ortak moda komponentini azaltmasını sağlamak. İkisinin farklı engellerinin konsantre ve yansımalarını azaltmasını sağlamak için eşit mesafe. "Mümkün olduğunca yakın" bazen farklı düzenleme ihtiyaçlarından biridir. Ama tüm bu kurallar mekanik olarak uygulanmak için kullanılmaz, ve birçok mühendisler hâlâ hızlı hızlı farklı sinyal transmisinin esensini anlamıyorlar.

Sonrakiler PCB farklı sinyal tasarımında birkaç ortak yanlış anlama üzerine odaklanıyor.

Yanlış anlama 1: Farklı sinyalin bir yeryüzü uça ğına dönüş yolu olarak ihtiyacı olmadığına ve farklı izler birbirlerine dönüş yolu sağlayacağına inanılır. Bu yanlış anlama sebebi yüzeysel fenomenler tarafından karıştırılmıştır ya da yüksek hızlı sinyal transmisinin mekanizması yeterince derin değil. Farklı devreler benzer yeryüzü sıçramasına ve güç ve yeryüzü uçaklarında bulunan diğer ses sinyallerine benzemez. Yer uçağının parçacık dönüş iptal edilmesi farklı devreyi sinyal dönüş yolu olarak referens uçağını kullanmıyor demektir. Aslında sinyal dönüşünün analizinde, farklı sürüşünün ve sıradan tek sonu sürüşünün mekanizması aynı, yani yüksek frekans sinyalleri her zaman en küçük indukatör ile dönüşünün boyunca görünüyor. En büyük fark şu ki, toprak bağlantısının yanında, farklı çizgisin de birbirine bağlantısı var. Hangi çeşit birleşme güçlüdür, hangi de ana dönüş yolu olur? PCB devre tablosu tasarımında, farklı izler arasındaki bağlantı genellikle küçük, sık sık sık sadece bağlantı derecesinin %10-20'i sayıyor, ve daha fazlası yere bağlantı, yani farklı izlerin ana dönüş yolu hala yer dairesinde bulunuyor. Yer uça ğında bir sonsuzluk oluştuğunda, kayıt uçağı olmadan bölgedeki farklı izlerin arasındaki bağlantı ana dönüş yolunu sağlayacak. Referans uçağının sonsuzluğu sıradan tek sonu izlerin farklı izlerine etkisi yok. Bu ciddi ama hala farklı sinyallerin kalitesini azaltır ve EMI'yi artıracak. Bu da mümkün olduğunca kaçınmalıdır. Bazı tasarımcılar farklı izlerin altındaki referans uçağının farklı iletişimlerde bazı ortak mod sinyallerini bastırmak için kaldırabilir. Ancak bu yaklaşım teoriyle istekli değil. İmpadansı nasıl kontrol edeceğiz? Ortak moda sinyali için toprak impedans döngüsü sağlamayacak EMI radyasyonu olasılıkla neden olacak. Bu yaklaşım iyiden daha zarar verir.

İkinci yanlış anlaşılma: eşit uzay tutmak çizgi uzunluğundan daha önemlidir. Gerçek PCB düzeninde, genelde farklı tasarımın ihtiyaçlarını aynı zamanda yerine getirmek mümkün değil. Pin dağıtımı, vüyalar ve yönlendirme alanı gibi faktörler varlığı yüzünden, çizgi uzunluğunun amacı doğru rüzgar aracılığıyla başarılı olmalı, fakat sonuç farklı çiftin bazı bölgeleri paralel olamaz. PCB farklı izlerinin tasarımında en önemli kural eşleşen çizgi uzunluğudur. Diğer kurallar tasarım gerekçelerine ve gerçek uygulamalarına göre fleksik olarak yönelebilir.

3. yanlış anlaşılma: Farklı düzenlemenin çok yakın olması gerektiğini düşünün. Farklı izleri yaklaşmak sadece bağlantılarını gürültülemekten başka bir şey değildir. Bu sadece bağışlanma gürültülerini güzelleştirmekten başka değil, aynı zamanda manyetik alanın tersi polyarlığını dışarıdaki dünyaya elektromagnyetik etkilemesini terk etmek için kullanabilir. Bu yaklaşım çoğunda çok faydalı olsa da kesinlikle değil. Eğer dışarıdaki araştırmalardan tamamen korunabileceklerini emin edersek, araştırmaları başarmak için güçlü bir bağlantı kullanmak zorunda değiliz. Ve EMI'yi bastırmak amacı. İyi izolasyon ve farklı izlerin korumasını nasıl sağlayabiliriz? Diğer sinyal izleriyle uzayı arttırmak en temel yollardan biridir. Elektromagnetik alan enerjisi uzağın karesinde azalır. Genelde, çizgi boşluğu 4 kere çizgi genişliğinden fazla geçtiğinde, aralarındaki araştırmalar çok zayıf. İhmal edilebilir. Ayrıca, yeryüzündeki uçaktan ayrılması da iyi bir koruma rolü oynayabilir. Bu yapı sık sık yüksek frekans (10G üzerinde) IC paketi PCB tasarımında kullanılır. Buna CPW yapısı denir ki, ciddi farklı impedans sağlayabilir. Kontrol (2Z0).

Farklı izler de farklı sinyal katlarında çalışabilir, fakat bu metod genellikle önerilmez, çünkü farklı katlar tarafından üretilen impedance ve vial farklılıkları farklı modun yayılmasının etkisini yok eder ve ortak modun sesini tanıtır. Ayrıca, yakın iki katı sıkı olarak birleştirilmezse, gürültüne karşı karşı çıkan farklı izlerin yeteneğini azaltır, ama eğer çevre izlerinden doğru bir uzakta tutabilirsinizse, karşılaştırma sorun değil. Genel frekanslar (GHz altında), EMI ciddi bir sorun olmayacak. Deneyimler, farklı izlerden 500 mil uzakta radyasyon enerjinin düşürmesinin 3 metre uzakta 60dB'e ulaştığını gösterdi. Bu yüzden tasarımcı yetersiz farklı çizgi bağlaması yüzünden gelen elektromagnet uyumsuzluğundan fazla endişelenmesi gerekmiyor.