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詳解常見差分信號開關(guān)電源之PCB布局誤區(qū)(一)

來源:東莞市成良智能科技   發(fā)布時間:2019-12-31   點擊量:1009


認為差分信號開關(guān)電源之PCB不需要地平面作為回流路徑,或者認為差分走線彼此為對方提供回流途徑。造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑,或者對高速信號傳輸?shù)臋C理認識還不夠深入。雖然差分電路對于類似地彈以及其它可能存在于開關(guān)電源和地平面上的噪音信號是不敏感的。地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號返回路徑,其實在信號回流分析上,差分走線和普通的單端走線的機理是一致的,即高頻信號總是沿著電感最小的回路進行回流,最大的區(qū)別在于差分線除了有對地的耦合之外,還存在相互之間的耦合,哪一種耦合強,那一種就成為主要的回流通路。

開關(guān)電源之PCB電路設(shè)計中,一般差分走線之間的耦合較小,往往只占10~20%的耦合度,更多的還是對地的耦合,所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。當?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時候,無參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會提供主要的回流通路。盡管參考平面的不連續(xù)對差分走線的影響沒有對普通的單端走線來的嚴重,但還是會降低差分信號的質(zhì)量,增加EMI,要盡量避免。也有些設(shè)計人員認為,可以去掉差分走線下方的參考平面,以抑制差分傳輸中的部分共模信號,但從理論上看這種做法是不可取的,阻抗如何控制?不給共模信號提供地阻抗回路,勢必會造成EMI輻射,這種做法弊大于利。所以要保持開關(guān)電源之PCB地線層返回路徑寬而短。盡量不要跨島(跨過相鄰電源或地層的分隔區(qū)域。)

差分信號開關(guān)電源之PCB布局誤區(qū):
認為保持等間距比匹配線長更重要。在實際的開關(guān)電源之PCB 布線中,往往不能同時滿足差分設(shè)計的要求。由于管腳分布,過孔,以及走線空間等因素存在,必須通過適當?shù)睦@線才能達到線長匹配的目的,但帶來的結(jié)果必然是差分對的部分區(qū)域無法平行,其實間距不等造成的影響是微乎其微的,相比較而言,線長不匹配對時序的影響要大得多。再從理論分析來看,間距不一致雖然會導致差分阻抗發(fā)生變化,但因為差分對之間的耦合本身就不顯著,所以阻抗變化范圍也是很小的,通常在10%以內(nèi),只相當于一個開關(guān)電源之PCB過孔造成的反射,這對信號傳輸不會造成明顯的影響。而線長一旦不匹配,除了時序上會發(fā)生偏移,還給差分信號中引入了共模的成分,降低信號的質(zhì)量,增加了EMI。


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