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電子發燒友網>電子資料下載>可編程邏輯>EDA-教程>PCB設計規則>差分線傳輸串擾的原因和解決方法等問答講解

差分線傳輸串擾的原因和解決方法等問答講解

2019-08-06 | rar | 0.02 MB | 次下載 | 免費

資料介紹

  想請教各位,差分線傳輸要求要緊密耦合,那會不會引起串擾呢?

  會引起串擾的,所以差分對一定要進行匹配,

  耦合的越緊,對匹配的要求越大。

  在做到良好的匹配的同時,耦合的越緊密,它們對外界的抗干擾越強

  因為外界干擾對它們的影響是同時的,而差分對關注的是兩個信號的差別,所以對外界的共模噪聲免疫。

  串擾是當信號發生跳變的時候由于線間的耦合電容耦合過來的,那差分對的匹配是什么原理來消除串擾?具體說明有嗎?

  匹配是通過消除反射來減小串擾的影響,但不是消除串擾

  差分對之間既然存在電容和電感的耦合,那么理論上也存在串擾,

  前向串擾和后向串擾的反射是接受端受到的主要影響,前向串擾由于容性和感性耦合的極性相反,能大部分抵消(差分線之間容性耦合較大),而后向串擾的反射到匹配的終端之后沒有全反射疊加,其幅度也是很小的。對于具體的相互影響和制約關系,我也在思考中,請大家一起討論

  但“前向串擾由于容性和感性耦合的極性相反,能大部分抵消”我不大理解,能畫個示意圖嗎?

  另外,在長距離差分線傳輸中,比如485,422 等,參考設計在接收端

  跨接120 歐姆的電阻,是差分線匹配而消除反射的做法嗎?

  那個120 歐姆就是差分匹配電阻,這是一種簡化的差分匹配形式

  對差分對是否一定要耦合的問題,爭論比較多,許多專家對此意見也不完全相同。

  差分對耦合的主要目的是增強對外界的抗干擾能力和抑止EMI。

  如果能保證周圍所有的走線離差分對較遠(比如遠遠大于3 倍的線寬),那么差分走線可以不用保證緊密的耦合,最關鍵的是保證走線長度相等即可。(可以參見Johnson 的信號完整性網站上的關于差分走線的闡述,他就要求他的layout 工程師將差分線離得較遠,這樣可以方面繞線)。只是目前大多數多層高速的PCB 板走線空間很緊密,根本無法將差分走線和其它走線隔離開來,所以這時候保持緊密的耦合以增加抗干擾能力是應該的。

  在高速的(10G 以上)芯片封裝基板的設計中,較為流行的一種做法就是將兩根差分線之間及外部都用鋪銅區隔離,這樣差分對之間沒有任何耦合,這樣的做法可以滿足嚴格的單根走線阻抗50 歐姆,差分阻抗100 歐姆的要求,在高頻下能得到較低的損耗(S11 回損和S21 差損參數)。

  我覺得差分對不是一定要耦合的

  差分可以不考慮串擾的,因為他們的串擾結果在最后的接受時會抵消。另外,差分要平衡走線,平行只是平衡的一部分而已。

  我覺得差分對的耦合還是應該要的,對于單線匹配,雖然理論上很成熟,但是實際PCB 的線路還是有5%左右的誤差(一份材料上的,我沒自己做過)。另一方面,差分線可以看作一個自回路系統,或者說它的兩根信號線上的信號是相關的。耦合過松,可能會引起不同來自別處的干擾,而對于有些接口電路來說,差分對的等長正是控制線路延遲的重要因素。所以,我覺得還是應該將差分線緊耦合的。

  對于目前大多數高速PCB 板來說,保持很好的耦合是有利的

  但是希望大家不要誤認為耦合是差分對的必要條件,這樣有的時候反而限制了設計的思路。

  做高速設計或分析的時候,不光要知道大多數人是怎么做的,更要了解別人為什么這樣做,然后在別人的經驗基礎上進行理解和改進,不斷鍛煉自己創造性思維能力

  匹配是需要的,但匹配原因不是反射,而是降低串繞干擾程度,如果降低和采用匹配方式有關,如果串電阻,則沒有效果,但如果采用接地或者接電源的端接匹配方式,則由于因為兩條線的線阻抗降低而使串繞降低。..(大家都知道,搞阻抗的線容易接受外界的信號干擾,因為比較容易吸收)

  大家可以做個實驗,把差分的線割斷,然后用飛線連。

  如果兩根是分開的話,會出現信號的不穩定。

  表現就是端口的信號時有時沒有。

  但是用兩根并在一起的線飛的話信號就穩定了。

  差分信號本身不要求單線阻抗,因為只要+,和-信號是對稱的,都可以在終端抵消由于單線阻抗不匹配引起的信號完整性問題,但是不控制單線阻抗,會干擾周邊的別的信號,同樣如果周邊信號的EMI 干擾很小,根本不必考慮平行走線,而只關心倆信號線長度基本相同,飛線無所謂。緊密耦合走線,只是為了讓周邊信號對倆信號的共模干擾基本相同,而達到較高的共模抑制性能。

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