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PCB配线设计差分信号常见的错误1
差分信号认为将不需要的平面作为回流路径,或者差分走线相互向对方提供回流路径。这种错误的原因是由于表面现象所迷惑,对高速信号传输机制的认识还不深。差分电路)虽然对同样的弹性和电源以及可能存在于地面上的其他噪声信号不敏感。
地面部分回流消除并不意味着差分电路参考平面不作为信号反馈路径,但实际上在信号回流分析中差分走线和通常的单端走线的机制是一致的。即高频信号总是沿着电感的最小电路回流,最大的区别是差分线除了对地结合以外还存在相互间的结合,哪个结合强。那是主要的回流路。
在PCB设计中,通常差分线之间的结合很小,只占10~20%的耦合度,因为更多是对地结合,差分线的主要回流路径存在于地面。当现场平面不连续时,在没有基准平面的区域中,差分布线之间的结合提供主要的回流路径。
参照平面的不连续差分对走线的影响对通常的一端走线不严重,但使差分信号的品质降低EMI,尽量避免。一些设计者认为差分为了抑制传输中的部分共模信号,可以去除差分布线下的基准平面,但是理论上不希望阻抗如何控制。如果不向共模信号提供接地阻抗电路,则必须产生EMI辐射,该方法的弊端大于利益。
因此,PCB维持接地层的返回路径较短。不能尽可能地跨岛(不能跨越相邻电源和地层隔断区域)例如,主板设计的USB、SATA、PCI-EXPRESS等最好不要跨岛。保证这些信号下是完全的平面或电源平面。
PCB配线设计差分信号常见错误2
保持等间隔被认为比布线长度更重要。在实际的PCB设计布线中,很多情况下不能同时满足差分设计的要件。由于存在针脚分布、大修和线空间等因素,因此必须通过适当的绕组实现线长匹配的目的,但是结果,差分对的部分区域不平行,实际上由于间距不相等而产生的影响是微乎其微的,相对线长不合时机的影响要大得多。
进一步,从理论分析来看,节距的不一致导致差分阻抗的变化,但是差分对之间的耦合本身不显著,因此阻抗的变化范围也小,通常在10%以内,相当于一个大孔的反射,对信号传输不产生显著的影响。另一方面,如果线路长度不一致,则除了在定时产生偏差之外,在差分信号中导入共模的分量,信号的质量降低,EMI增加。
这样,PCB差分走线设计中最重要的规则是匹配线长,其他规则可以根据设计要求和实用化灵活处理。同时,为了弥补阻抗的匹配,可以在接收端子差分的线对之间附加匹配电阻。值必须等于差分阻抗的值。这样信号的质量就会变好。
推荐以下两点。
(A)使用终端电阻差分实现传输路径的最大匹配,电阻值一般为90?130游戏。之间,系统也需要该终端电阻,生成正常动作的差分电压。
(B)优选将使用精度为1~2%的表面电阻跨越差分线上,也可以根据需要将两个电阻值分别设为50Omega。的电阻,通过电容在中间接地,对共模噪声进行滤波。
通常,对于差分信号的CLOCK等的请求等长度的匹配请求是+/?在10mils以内。
PCB配线设计差分信号常见错误3
差分我觉得线一定很近。接近差分无非是为了强化他们的结合。不仅可以提高对噪声的免疫力,还可以充分利用磁场的反极性来消除对外部的电磁干扰。这种方法在许多情况下是非常有利的,但是如果不是绝对的,并且可以在不受外部干扰的情况下获得足够的屏蔽,则不需要通过彼此的强耦合来实现干扰防止和抑制EMI的目的。
怎样保证差分布线有良好的隔离和屏蔽?增加与其他信号的布线间隔是最基本的方法之一,电磁场能量随着距离的平方而减小,并且当一般布线间隔超过4倍时,它们之间的干扰非常微弱,基本上可以忽略不计。另外,由于地面的隔离,在高频(10G以上)IC封装PCB的设计中经常使用CPW结构,能够保证严格的差分阻抗控制(2Z0)。
差分走线也可以在不同的信号层中,但一般来说,由不同层产生阻抗、大修等的差破坏差动模式传输的效果,引入共模噪声,所以不推荐该走线方法。进而,在相邻的两个层的结合不足的情况下,对噪声的差分走线阻力能力降低,但如果周围走线和保持适当的间隔,则串扰不是问题。
在一般频率GHz以下)下EMI也不是那么严重的问题,在来自500Mils差分的差分缠绕中,在足以满足FCC的电磁辐射标准的3m外的辐射能量衰减达到60dB,所以PCB设计者不必过分担心差分线的结合不充分,实验表明,会引起电磁不兼容的问题。
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