اصول سیگنال های مختلف

سیگنال های مختلف اطلاعات را به عنوان تفاوت ولتاژ بین دو هادی مکمل انتقال می دهد.(بر خلاف سیگنال های تک-Ω که یک زمین مشترک را ارجاع می دهد، جفت های مختلف به equal و مخالف انتقال می دهند ، این معماری متعادل به طور طبیعی مداخله الکترومغناطیسی خارجی (EMI) را لغو می کند و انتشار گازهای گلخانه ای را کاهش می دهد.

رد کردن حالت عادی جفت های مختلف همچنین باعث سرکوب پرش زمین و صدای عرضه قدرت می شود، با این حال، این مزایا از بین می رود اگر جفت به طول، فاصله یا اتصال به هواپیماهای مرجع، بنابراین هر تصمیم طراحی - از انتخاب پشته تا از طریق قرار دادن - باید تعادل [F:0الکتریکal تعادل را اولویت بندی کند.

پارامترهای طراحی بحرانی

ویژگی های Impedance

تفاوت (Z diff) عدم تحمل بین دو رد و شتم یک جفت است. بستگی به عدم تعادل دارد از هر رد و بدل متقابل بین آنها را اندازه گیری می کند. برای یک ساختار معمولی میکروسفر، Z iff {\x Z که در آن پشته نهایی (شکل کنترل دقیق دیگری) نیاز به اندازه گیری دقیق است.

دانلود بازی Trace Geometry and Spacing

جفت مسیریابی مختلف (FLT:0) فاصله کانونی در طول کل مسیر نیاز دارد. Variations در S تغییر وضعیت عجیب و غریب و عامل جفت سازی، فاصله مشترک است که فاصله نزدیک کانکتورها یا پدها را به جای سهولت عبور فن، حفظ هدف S تا 5-10 میلی متر از خاتمه، که به تدریج کاهش می یابد (کاهش اندازه مهم است: کاهش می تواند منجر به کاهش اندازه گیری شود: و کاهش مقاومت).

انتخاب مواد الکتریکی

مجوز نسبی (ε r) بستر PCB به طور مستقیم بر کمبود آن تأثیر می گذارد. Standard FR-4 دارای ε r از 4.2-4.5 (بسته به محتوای رزین و سبک شیشه ای) است، اما کاهش tangent آن (0.015-0.025) کاهش در فرکانس های چندGHz را اضافه می کند.

تنظیمات و مسیریابی بهترین روش ها

تقارن و طول بازی

یک جفت تفاوت باید از راننده به گیرنده باشد، هر گونه ناسازگاری طول، انحراف را معرفی می کند، که بخشی از سیگنال تفاوت را به نویز مشترک PCI-mode 4 تبدیل می کند؛ زوج های نویز در منابع برق و اتصالات ردیابی EMI.استفاده از خطوط تاخیر مارین تنها در صورت لزوم، و نگه داشتن بخش توده ای کوچک (g3) برای جلوگیری از سیگنال های چند میلی متری.

اجتناب از عدم ثبات

شیب های تیز 90 درجه عرض در گوشه افزایش می یابد، ایجاد یک قطره محلی ضعیف در عوض، استفاده از ]45 ° گوشه های مبهم [ یا قوس منحنی با شعاع ≥ 3 × عرض ردیابی اجتناب ناپذیر است، اضافه کردن جبران مایلتر برای حفظ عرض ردیابی موثر است.

از طریق طراحی و مدیریت

هنگامی که یک جفت تفاوت باید لایه ها را تغییر دهد، هر دو رد را با هم نگه دارید و از چسب های پیچ و خمس از طریق لوله در نزدیکی انتقال به عنوان یک حفره بازگشت پایین، قرار دهید و از طریق سیم کشی ضد آسیب پذیر، از طریق سیگنال های ضد قطر، هر یک از طریق استوا (بخش استفاده از طریق لوله کش) را حفظ کنید.

بازگشت به مسیر بازگشت

سیگنال های مختلف نیاز به یک هواپیمای مرجع مستمر (ground یا قدرت) به طور مستقیم در زیر جفت جفت (جریان فعلی بازگشت بر روی آن هواپیما، آینه کردن جریان تفاوت در رد پای، یک هواپیمای تقسیم شده یا شکاف زیر دو نیروی زمینی بازگشت به detour، باعث افزایش حلقه و تبدیل معمول است.

رابط های با سرعت بالا و الزامات آنها

Interface Data Rate Target Z_diff (Ω) Key Concerns
USB 2.0 480 Mbps 90 Ω (±15%) Skew ≤50 ps, avoid long stubs
USB 3.0/3.1 5 / 10 Gbps 90 Ω (±10%) Length mismatch ≤5 mil, AC‑coupling caps
Gigabit Ethernet (1000BASE‑T) 1 Gbps 100 Ω (±10%) Four pairs, crosstalk management
PCIe Gen3/Gen4 8 / 16 GT/s 100 Ω (±10%) AC‑coupling caps, tight skew
HDMI 2.0 6 Gbps per lane 100 Ω (±10%) Four differential pairs, length matching within ±20 mil
LVDS (general) Up to 3.125 Gbps 100 Ω (±10%) Termination resistor integrated or external

به عنوان مثال، اسناد انطباق استاندارد خاص را برای الزامات دقیق بررسی کنید. USB 3.0] جزئیات دقیق و بودجه های ظریف را ارائه می دهد.

تکنیک های پیشرفته برای یکپارچگی سیگنال

جبران خسارت های مختلف Pair Skew

جبران Skew محدود به اضافه کردن تاخیر مارین نیست. مدارهای Active Deskew در برخی از دستگاه های SerDes (serializer/deserializer) وجود دارد، اما آنها فقط می توانند برای عدم تطابق استاتیک تا حد خاصی از محدودیت های الکتریکی، برای بهترین نتایج، اجرا کنند (FLT:0TDR (تعاملی زمانی دامنه) در شناسایی اندازه گیری های نمونه اولیه برای تنظیم دقیق مدت زمان دقیق استفاده از لایه های نرم افزار یا فاز تجزیه و تحلیل دقیق.

دانلود آهنگ Guard Traces and Stitching Vias

در طرح های متراکم، ردپاهای محافظ (که بر روی هر دو طرف یک جفت تفاوت قرار می گیرد می تواند Crosstalk را از سیگنال های مهاجم کاهش دهد، با این حال، ردپاها همچنین بارگیری خازن را افزایش می دهند و اگر به اندازه کافی فاصله نداشته باشند، حداقل 3 × عرض ردیابی را از جفت دور نگه می دارند.

آلودگی هوا و ضد سکوی

برای تفاوت از طریق، ترخیص ضد پد (شکاف بین پد و مس) باید طراحی شده باشد تا همان حالت عجیب و غریب را به عنوان میکروسفر یا نوار خط لوله حفظ کند.استفاده از یک تفاوت از طریق ماشین حساب برای تعیین اندازه مطلوب، قطر مته و قطر ضد پد. Pair از طریق زمین از طریق انصاف قرار داده شده است که یک تکنیک انتقال محوری برای این + سیگنال دهی مهم است.

ابزار و شبیه سازی

سوئیت های طراحی مدرن PCB (Altium Designer، Cadence Allegro، KiCad 8+، Mentor PADS) ارائه می دهند جادوگران مسیریابی جفت سازی متفاوت که عرض زمان واقعی / قوانین آرامش بخش را اجرا می کنند، پیش از اینکه پیش از بارگذاری حساب های غیر قابل تنظیم مانند Simbeor یا آزاد (FLT:0Altium مختلف Pudgeing را قبل از مسیریابی، اجازه دهید تا ابعاد زیر را شامل کنید:

  • شبیه سازی موج کامل 3D (HFSS، CST مایکروویو Studio) برای شبکه های مهم
  • Hybrid Field Solver (Q3D Extractor) برای انتقال
  • شبیه سازی های IBIS-AMI برای ارزیابی نمودار چشم در گیرنده.

بسیاری از پارچه ها کوپن های تست نظارت کنترل شده را در پنل تولید ارائه می دهند. [۱] گزارش های تست ایمنی از سازنده PCB خود را تأیید می کنند تا تأیید کنند که پشته ساختگی با ارزش های هدف شما مطابقت دارد. IPC-۲-۱۴A استاندارد یک مرجع ارزشمند برای طراحی و اندازه گیری کنترل نشده است.

نتیجه گیری

مسیریابی جفت ارزی با سرعت بالا نیاز به درک جامع از تئوری خط انتقال، خواص مواد و انگل های طرح دارد.با حفظ هندسه ثابت، اطمینان از یک هواپیمای مرجع مداوم، و به دقت مدیریت انتقال، طراحان می توانند به یکپارچگی سیگنال قوی به سرعت چند گیگابایتی از سرعت داده های تطبیق یافته با پارچه و شبیه سازی اولیه مرحله ای، به حداقل رساندن دستورالعمل های انطباق با سرعت بالا، به ویژه سیستم های کنترل سرعت بالا، سرعت برگشت و تطبیق منظم با سرعت بالا، سرعت بالا، سرعت بالا، سرعت عملکرد، سرعت بالا، سرعت بالا، سرعت بالا، سرعت پردازش داده های پردازش.