Công nghệ PCB - Lỗi trong thiết kế tín hiệu vi sai PCB

Tín hiệu khác nhau và Thiết kế PCB several common misunderstandings in differential signal

Tín hiệu phân biệt (Ký hiệu khác nhau) ngày càng phổ biến trong thiết kế mạch tốc độ cao. Những tín hiệu quan trọng nhất trong mạch thường được thiết kế với cấu trúc khác nhau. Cái gì làm nó nổi tiếng vậy? Làm thế nào để đảm bảo hiệu quả tốt trong thiết kế PCB? Với hai câu hỏi này, chúng ta sẽ tiếp tục phần tiếp theo của cuộc thảo luận. Tín hiệu chẩn đoán là gì? Theo cách nói của người phàm, cái đầu dẫn gửi hai tín hiệu ngang nhau và ngược, và người nhận kết quả quyết định trạng thái logic "0" hay "1" bằng cách so s ánh sự khác biệt giữa hai cột điện. Cặp vết mang theo tín hiệu khác nhau được gọi là dấu vết khác nhau.

So với các dấu vết của tín hiệu đơn vị thường, các tín hiệu khác nhau có lợi thế rõ ràng nhất trong ba khía cạnh sau:

1. Khả năng chống nhiễu mạnh, vì kết nối giữa hai vết khác nhau rất tốt. Khi có sự can thiệp từ bên ngoài, chúng gần như gắn liền với hai đường cùng lúc, và cái đích nhận chỉ quan tâm tới sự khác biệt giữa hai tín hiệu. Do đó, tiếng ồn chế độ thường bên ngoài có thể bị hủy hoàn toàn.

Nó có thể ngăn chặn EME. Vì cùng một lý do, do hai tín hiệu cực đối lập, các trường điện từ phát ra có thể phá hủy nhau. Cái cặp cặp càng chặt, thì lượng điện từ bên ngoài sẽ càng giảm.

Ba. Vị trí thời gian rất chính xác. Bởi vì thay đổi công tắc của tín hiệu khác nhau nằm ở chỗ giao nhau của hai tín hiệu, không giống như thường những tín hiệu kết thúc đơn, dựa vào điện áp suất cao và thấp để xác định, nó ít bị ảnh hưởng bởi quá trình và nhiệt độ, và có thể giảm lỗi trong thời gian. Nhưng cũng phù hợp với mạch tín hiệu thấp. Kỹ thuật tín hiệu cấp thấp phổ biến (tín hiệu cấp thấp khác nhau TIal) bao gồm một lượng nhỏ.

Đối với các kỹ sư PCB, điều quan trọng nhất là làm thế nào để đảm bảo những lợi ích của dây dẫn khác nhau có thể được sử dụng hoàn to àn trong dây dẫn. Có lẽ bất kỳ ai liên lạc với Bố trí sẽ hiểu các yêu cầu chung của dây dẫn khác nhau, tức là "ngang chiều dài và ngang nhau". Chiều ngang là đảm bảo hai tín hiệu khác nhau duy trì cực đối lập mọi lúc và giảm thành phần chế độ phổ biến. Sự phân biệt giữa hai thứ là để đảm bảo sự cản trở khác nhau nhất định và giảm sự phản xạ. "Thân cận nhất có thể" đôi khi là một trong những yêu cầu của dây dẫn khác nhau. Nhưng tất cả những quy tắc này không được sử dụng cơ khí, và nhiều kỹ sư dường như vẫn chưa hiểu được bản chất của tín hiệu khác nhau tốc độ cao.

Ở đây có nhiều sự hiểu nhầm chung trong thiết kế các tín hiệu khác nhau PCB.

Suy hiểu sai 1: người ta tin rằng tín hiệu chẩn đoán không cần máy bay mặt đất làm đường trở lại, hay những vết vi bộ cung cấp cho nhau một đường quay trở lại. Lý do của sự hiểu lầm này là vì nó bị bối rối bởi những hiện tượng nông cạn, hoặc cỗ máy truyền tín hiệu tốc độ cao chưa đủ sâu. Vòng phân biệt không nhạy cảm với xung quanh đất tương tự và các tín hiệu nhiễu khác có thể tồn tại trên máy bay điện và mặt đất. Sự hủy bỏ hoàn toàn việc quay trở lại máy bay mặt đất không có nghĩa là tuyến chẩn không sử dụng máy bay tham chiếu như đường quay tín hiệu.. Thật ra, trong phân tích tín hiệu trở lại, Bộ cấu trúc của dây vi bộ và dây nối đơn giản là giống nhau., đó là, Tín hiệu tần số cao luôn được phản xạ theo vòng tròn với hạt nhân nhỏ nhất.. Sự khác biệt lớn nhất là ngoài việc nối với mặt đất, Đường kẻ phân biệt cũng có mối nối nhau. Kiểu nối nào thuận lợi?, và ai trở thành đường trở lại chính. Vào Bảng mạch PCB thiết kế, Khớp nối giữa vết vi phân thường rất nhỏ., thường chỉ tính toán cho trường hợp hợp, và nhiều hơn là mối nối với mặt đất, Vậy là đường dẫn ngược chính của vết vi bộ vẫn còn tồn tại trên mặt đất bằng phẳng.. Khi trường hợp bất tỉnh trên máy bay mặt đất, Khớp nối giữa những vết vi phân trong vùng không có máy bay tham chiếu sẽ là đường quay chính., Tuy rằng trường hợp ngừng hoạt động của máy bay tham chiếu không ảnh hưởng gì đến vết khác nhau trên dấu vết đơn vị thường., Nhưng nó vẫn sẽ làm giảm chất lượng của tín hiệu khác nhau và làm tăng EME., nên tránh càng nhiều càng tốt. Một số nhà thiết kế tin rằng máy bay tham chiếu dưới đường vi phân có thể bị gỡ bỏ để áp dụng các tín hiệu chế độ phổ biến trong chế độ khác nhau.. Tuy, Trên lý thuyết, phương pháp này không phù hợp. Làm sao để cản trở? Không cung cấp một vòng cản mặt đất cho tín hiệu chế độ phổ biến sẽ gây ra bức xạ EMS.. Cách tiếp cận này có hại hơn là tốt..

Độ hiểu sai 2: It is thought that keeping nói similar spacement is more important than matking lines length. Trong thực tế Bố trí PCB, Thường thì không có khả năng đáp ứng yêu cầu thiết kế khác nhau cùng lúc.. Do sự tồn tại của các yếu tố như việc phân phối đinh, vias, và dây điện, Mục đích khớp đường phải được hoàn thành bằng đường cong đúng cách, nhưng kết quả phải là một số khu vực của các cặp khác nhau không thể song song được. Điều quan trọng nhất trong thiết kế của dấu vết phân biệt PCB là chiều dài khớp của dòng. Những quy tắc khác có thể xử lý trôi chảy theo yêu cầu thiết kế và ứng dụng thực tế..

Suy nghĩ rằng các dây dẫn phân biệt phải rất gần nhau. Giữ dấu vết phân biệt gần nhau chẳng là gì hơn việc tăng mối nối của chúng, không chỉ có thể nâng cao độ miễn dịch với tiếng ồn, mà còn tận dụng hoàn to àn cực đối lập của từ trường để giảm sự nhiễu điện từ của thế giới bên ngoài. Mặc dù cách tiếp cận này rất có lợi, nhưng nó không tuyệt đối. Nếu chúng ta có thể bảo vệ chúng hoàn to àn khỏi sự can thiệp bên ngoài, thì chúng ta không cần phải dùng ghép đôi mạnh để chống nhiễu. Và mục đích triệt tiêu EME. Làm sao có thể đảm bảo sự cách ly tốt và che dấu vết khác nhau? Việc tăng khoảng cách với các dấu hiệu khác là một trong những cách cơ bản nhất. Năng lượng từ trường giảm dần với quảng trường khoảng cách. Thường thì, khi khoảng cách đường cao gấp bốn lần chiều rộng dòng, sự can thiệp giữa chúng cực kỳ yếu. Có thể lờ đi. Ngoài ra, sự cô lập của máy bay mặt đất cũng có thể đóng vai trò che chắn tốt. Cấu trúc này thường được sử dụng trong thiết kế PCB với gói dạng tần số cao (trên 10G). Nó được gọi là cấu trúc CPU, có thể tạo ra một cản trở khác biệt nghiêm ngặt. Điều khiển (2Z0).

Dấu hiệu khác nhau có thể chạy trong các lớp tín hiệu khác nhau, nhưng thông thường phương pháp này không được dùng vì sự khác nhau về cản trở và phương pháp sản xuất bởi các lớp khác nhau sẽ phá hủy hiệu quả của chế độ khác nhau truyền và sẽ tạo ra nhiễu dạng thông thường. Thêm vào đó, nếu hai lớp bên cạnh không gắn kết chặt, nó sẽ làm giảm khả năng của dấu vết phân biệt để chống lại nhiễu, nhưng nếu bạn có thể giữ khoảng cách thích hợp với các vết tích xung quanh, trò chuyện này không phải là vấn đề. Với tần số chung (dưới GHz), EME sẽ không phải là một vấn đề nghiêm trọng. Các thí nghiệm đã cho thấy sự giảm bớt năng lượng tỏa ra ở khoảng cách 500 triệu từ con đường khác nhau đã đến 60dB ở khoảng cách 3-mét, đủ để đạt tiêu chuẩn phóng xạ điện từ FCC, vì vậy người thiết kế không cần phải lo nhiều về sự tương đối điện từ gây ra bởi mối nối tuyến khác nhau không đủ.