Прочитайте руководство:
Что такое дифференциальные помехи и как их устранить?
Синфазная помеха — это помеха напряжения или тока, возникающая с двумя или более сигнальными выходами под действием общего синфазного шума. Обычно это вызвано такими факторами, как помехи от земли, помехи в источнике питания и т. д., которые могут вызвать такие проблемы, как нестабильная работа системы и ошибки данных.
Существует несколько способов устранения дифференциальных помех:
1. Увеличьте изоляцию заземления за счет сигналов дифференциального режима. В конструкции такие компоненты, как изолирующие усилители или изолирующие трансформаторы, используются для разделения дифференциального режима сигнала, чтобы избежать влияния сигналов дифференциального режима на заземление.
2. Уменьшите синфазный шум: уменьшите уровень синфазного шума и дифференциальных помех, разработав соответствующие фильтры и используя малошумящие источники питания.
3. Оптимизируйте цепь заземления: в конструкции печатной платы разумно спланируйте схему заземления, уменьшите путь заземления, уменьшите сопротивление заземления и избегайте неблагоприятных эффектов, таких как образование петель.
4. Добавьте защитные меры: примите меры, такие как экранирование и экранирование проводов, для защиты от внешнего электромагнитного поля и уменьшения помех дифференциального модуля.
5. Улучшение характеристик сигнальной пружины: с помощью соответствующих методов управления сигналом, таких как дифференциальный привод и дифференциальный прием, можно улучшить производительность и защиту от помех сигнальной пружины.
Короче говоря, для устранения помех дифференциальных модулей необходимо всесторонне учитывать такие факторы, как источник сигнала, приемник, среда передачи и заземление. И соответствующие меры по оптимизации и улучшению. Дифференциальные сигналы все чаще используются при проектировании высокоскоростных печатных плат, и наиболее важные сигналы в схеме часто имеют дифференциальную структуру.
Почему? По сравнению с обычными несимметричными сигнальными дорожками, дифференциальные сигналы обладают преимуществами сильной защиты от помех, эффективного подавления электромагнитных помех и точного позиционирования по времени.
Требования к подключению приложения
На печатной плате дифференциальные дорожки должны быть двумя линиями одинаковой длины, одинаковой ширины, расположенными в непосредственной близости друг от друга и на одном уровне.
▶ Изометрия:
Равная длина означает, что длина двух линий должна быть максимально возможной, чтобы гарантировать, что два дифференциальных сигнала всегда сохраняют противоположную полярность. уменьшить синфазные компоненты.
▶ Моноширинные, равноудаленные:
Равная ширина означает, что ширина трасс двух сигналов должна быть согласованной, а равноудаленная означает, что расстояние между двумя линиями должно оставаться неизменным и параллельным.
▶ Минимальное изменение импеданса:
При проектировании печатной платы с дифференциальными сигналами одной из самых важных вещей является определение целевого импеданса для приложения и соответствующее планирование дифференциальных пар. Кроме того, изменения импеданса поддерживаются на минимально возможном уровне. Дифференциальный импеданс линии зависит от таких факторов, как ширина линии, соединение линий, толщина меди, материал печатной платы и размещение. Примите во внимание вышеизложенное, когда вы пытаетесь избежать всего, что изменяет дифференциальное сопротивление.
Заблуждение 1: считается, что дифференциальные сигналы не требуют заземления в качестве обратного пути или что дифференциальные дорожки обеспечивают друг другу обратный путь.
Причиной этого непонимания является путаница поверхностных явлений или недостаточное понимание механизма высокоскоростной передачи сигналов. Дифференциальные цепи нечувствительны к подобным и другим шумовым сигналам, которые могут присутствовать на источнике питания и на земле.
В схеме печатной платы связь между дифференциальными линиями обычно низкая, обычно от 10% до 20% степени связи, и больше связано с землей, поэтому основной обратный путь дифференциальных дорожек всегда существует на плоскости земли.
Когда локальная плоскость разрывается без опорной плоскости, связь между дифференциальными дорожками будет обеспечивать основной контур, хотя влияние разрыва опорной плоскости на дифференциальные дорожки не является серьезным для несимметричных трасс, это снижает качество дифференциального сигнала. , и потенциально увеличивает электромагнитные помехи, поэтому старайтесь избегать этого.
Заблуждение 2: Думать, что поддержание одинакового интервала важнее, чем соответствие длины строк.
В реальной компоновке печатной платы требования дифференциального дизайна часто не могут быть удовлетворены одновременно.Из-за таких факторов, как распределение контактов, через отверстия и расстояние между линиями, цель согласования длины линии должна быть достигнута за счет соответствующей обмотки, но результат : дифференциальная линия Одна часть не может быть параллельной.
Наиболее важным правилом при проектировании дифференциальной трассировки печатных плат является соответствие длине линии, а другие правила могут гибко применяться в соответствии с требованиями проекта и практическими приложениями.
Принципиальная схема практического применения дифференциального сигнала
Заблуждение 3: Считается, что дифференциальные трассы должны располагаться близко друг к другу.
Близость дифференциальных линий — это не что иное, как усиление их связи, повышение помехоустойчивости и полное использование противоположной полярности магнитного поля для компенсации помех от внешних электромагнитных полей.
Хотя этот метод очень полезен в большинстве случаев, он не является абсолютным, если мы гарантируем, что они полностью свободны от внешних помех, нам больше не нужно будет допускать сильную связь друг с другом для достижения цели предотвращения помех и подавления электромагнитных помех.
Как обеспечить хорошую изоляцию и защиту дифференциальных линий? Увеличение расстояния от других сигнальных линий является одним из самых основных методов.Энергия электромагнитного поля уменьшается в соответствии с квадратным отношением расстояния.Когда общее расстояние между линиями в 4 раза превышает ширину линии, интерференция между ними очень слабая, в принципе игнорировать.
Кроме того, изоляция через заземляющий слой также может играть хорошую экранирующую роль.Эта структура часто используется в конструкции печатной платы высокочастотного (выше 10G) корпуса IC.Это называется структурой CPW, которая может обеспечить строгий контроль дифференциального импеданса.