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詳解常見差分信號(hào)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(shí)間:2019-12-31   點(diǎn)擊量:959


認(rèn)為差分信號(hào)開關(guān)電源之PCB不需要地平面作為回流路徑,或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)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(duì)高速信號(hào)傳輸?shù)臋C(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。雖然差分電路對(duì)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(hào)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(hào)返回路徑,其實(shí)在信號(hào)回流分析上,差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的,即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流,最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外,還存在相互之間的耦合,哪一種耦合強(qiáng),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(jì)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(duì)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(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候,無參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路。盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒有對(duì)普通的單端走線來的嚴(yán)重,但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量,增加EMI,要盡量避免。也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)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(hào),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(hào)提供地阻抗回路,勢(shì)必會(huì)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(hào)開關(guān)電源之PCB布局誤區(qū):
認(rèn)為保持等間距比匹配線長(zhǎng)更重要。在實(shí)際的開關(guān)電源之PCB 布線中,往往不能同時(shí)滿足差分設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)睦@線才能達(dá)到線長(zhǎng)匹配的目的,但帶來的結(jié)果必然是差分對(duì)的部分區(qū)域無法平行,其實(shí)間距不等造成的影響是微乎其微的,相比較而言,線長(zhǎng)不匹配對(duì)時(shí)序的影響要大得多。再?gòu)睦碚摲治鰜砜矗g距不一致雖然會(huì)導(dǎo)致差分阻抗發(fā)生變化,但因?yàn)椴罘謱?duì)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(dāng)于一個(gè)開關(guān)電源之PCB過孔造成的反射,這對(duì)信號(hào)傳輸不會(huì)造成明顯的影響。而線長(zhǎng)一旦不匹配,除了時(shí)序上會(huì)發(fā)生偏移,還給差分信號(hào)中引入了共模的成分,降低信號(hào)的質(zhì)量,增加了EMI。


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