[ Artwork ] Differential 신호 길이

Differential 신호를 테스트 및 측정을 하다 보면 데이터가 깨지는 현상이 발생된다.

그중에서 물리적은 부분 케이블 및 Artwork에서 발생되는 경우가 있다.

 

고속 신호 일수록  Differential 신호의 + positive / - negative 길이의 매칭은 중요하다.

그러나! 큰 시스템을 하다 보면 Differential 신호의 + positive 과 - negative  차이기 발생할 수 있다. 

그러므로  출력되는 신호의 + positive 와 - negative 측정하여 skew   발생되었는지 확인한다.

또한  Jig board 또는 케이블의 길이를 조정하여 길이의 매칭을 해준다.

그러기 위해서 Differential 신호 길이 skew 허용 범위에 대해서 알아보자.

 

Differential 신호 길이 skew 허용 범위 계산법

길이 구하는 공식

실제속도 v = c / √εr
ΔL (m) = v × Δt 
ΔL (m) = (c / √εr) × Δt

 

공식을 대입한 예시

ΔL: 두 신호 간의 최대 허용 길이 차이

 

c : 약 3X 10^8m/s (진공에서 빛의 속도)

 

ϵr : PCB 재료의 상대 유전율(Permittivity : ε)

 - 일반적으로 FR4 재료 사용 : 약 4.2~ 4.7 ϵr

 

Δt : 두 신호 간의 최대 허용 시간 차이( Skew / 단위 ps)

 

Ex)   Δt : 100ps / FR4 ϵr : 4.5

ΔL: = (( 3X 10^8) * 100x10^12 / √4.5))

 = 7.071067812 ×10 ^−3 (m)
 = 0.007071067812 (m)

 = cm  : 0.707

 = mm : 7.07 

 

* 엑셀 대입시 : = (3*10^8)*(A2*10^-12)/SQRT(B2)*100

A2 : Δt (ps)

B2 : ϵr

 

위와 같은 방법으로 Differential 신호의  skew 허용 범위를

꼭 artwork 할 때에 참고하여서 길이를 매칭하자.

Data sheet 확인 (PCB 재질 확인)

ϵr : PCB 재료의 상대 유전율(Permittivity : ε)

 * Data sheet 검색 : Permittivity /DK

 

사진 및 자료 출처:  https://www.4pcb.com/

185HR

사진 및 자료 출처:  https://www.isola-group.com/

 

 

Data sheet 확인 ( IC )

Δt : 두 신호 간의 최대 허용 시간 차이( Skew / 단위 ps)

* Data sheet 검색 : Differential Driver Output Skew / Pulse Skew Time / Skew

AM26LV31

 

사진 및 자료 출처: http://www.ti.com

 

MAXM22511

사진 및 자료 출처: Analog Devices

USB Skew

 

사진 및 자료 출처: https://developer.nvidia.com/

단위

사진 출처:https://ko.wikipedia.org/