L'interférence de mode commun est un type courant d'interférence dans les circuits électroniques et les systèmes de communication. Elle correspond à un autre type d'interférence appelée interférence en mode différentiel.

Dans les circuits électroniques, les signaux peuvent être transmis selon deux modes : mode différentiel et mode commun.

Mode commun
Ce mode implique deux lignes de signal affectées simultanément par la même interférence externe. Ces interférences peuvent provenir de lignes électriques, de champs électromagnétiques, d'interférences RF, etc. Comme l'interférence sur les deux lignes de signal est la même, le gain en mode commun dans le circuit amplifie cette interférence, entraînant une dégradation des performances du système.

Mode différentiel

Ce mode implique deux lignes de signal transmettant des signaux positifs et négatifs, et la différence entre les signaux est amplifiée pour extraire les données utiles. La transmission en mode différentiel présente une bonne immunité aux interférences car elle annule les effets des interférences externes sur les deux lignes de signal.

Méthodes pour résoudre les interférences en mode différentiel

1. Utilisation de la signalisation différentielle : mise en œuvre d'amplificateurs d'isolement ou de transformateurs d'isolement dans la conception pour séparer les signaux différentiels et éviter l'impact des signaux de mode commun sur la mise à la terre.

2. Réduction du bruit en mode commun : concevoir des filtres appropriés, utiliser des alimentations à faible bruit et d'autres méthodes pour réduire le niveau de bruit en mode commun et minimiser les interférences en mode commun.

3. Optimisation des circuits de mise à la terre : lors de la conception de circuits imprimés, planifiez soigneusement la disposition de la mise à la terre, réduisez les chemins de mise à la terre, diminuez la résistance à la terre et évitez de créer des boucles qui pourraient avoir des effets néfastes.

4. Ajout de mesures de protection : utilisez des techniques de blindage, des câbles blindés, etc., pour vous protéger contre les champs électromagnétiques externes et réduire les interférences en mode différentiel.

5. Amélioration de l'intégrité du signal : utilisez des techniques de contrôle de signal appropriées, telles que la commande différentielle et la réception différentielle, pour améliorer l'intégrité du signal et l'immunité aux interférences.


En résumé, l'élimination des interférences en mode commun nécessite une prise en compte complète de facteurs tels que les sources de signal, les récepteurs, les supports de transmission et la mise à la terre. Des mesures d'optimisation et d'amélioration correspondantes doivent être prises. Dans les conceptions de circuits imprimés à grande vitesse, la signalisation différentielle est de plus en plus utilisée en raison de ses avantages en termes de forte immunité aux interférences, de suppression efficace des EMI et de positionnement temporel précis.

Exigences de câblage des applications

Sur le circuit imprimé, les traces différentielles doivent être deux lignes de longueur égale, de largeur égale, à proximité et au même niveau.

  ▶ Isométrique : longueur égale signifie que la longueur des deux lignes doit être la plus longue possible, afin de garantir que les deux signaux différentiels conservent à tout moment des polarités opposées. réduire les composantes de mode commun.

▶ Monospaced, équidistant : largeur égale signifie que les largeurs de trace des deux signaux doivent être cohérentes, et équidistant signifie que la distance entre les deux lignes doit rester inchangée et parallèle.

  ▶ Changement minimal d'impédance : lors de la conception d'un PCB avec des signaux différentiels, l'une des choses les plus importantes est de déterminer l'impédance cible pour l'application et de planifier les paires différentielles en conséquence. De plus, les variations d'impédance sont maintenues aussi faibles que possible. L'impédance de ligne différentielle dépend de facteurs tels que la largeur de ligne, le couplage de ligne, l'épaisseur du cuivre, le matériau du circuit imprimé et l'empilement

Tenez compte de ce qui précède lorsque vous essayez d'éviter tout ce qui modifie l'impédance différentielle.

Malentendus courants

Malentendu 1 : On pense que les signaux différentiels ne nécessitent pas de plan de masse comme chemin de retour, ou que les traces différentielles se fournissent mutuellement un chemin de retour. La raison de ce malentendu est la confusion des phénomènes superficiels ou une compréhension insuffisante du mécanisme de transmission du signal à grande vitesse. Les circuits différentiels sont insensibles aux signaux de bruit similaires et autres qui peuvent être présents sur l'alimentation et la masse. Dans la conception de circuits PCB, le couplage entre les lignes différentielles est généralement faible, généralement de 10% à 20% du degré de couplage, et davantage est couplé à la terre, de sorte que le chemin de retour principal des traces différentielles existe toujours sur le plan de masse. Lorsqu'un plan local est rompu sans plan de référence, le couplage entre les traces différentielles fournira la boucle principale, bien que l'impact de la rupture du plan de référence sur les traces différentielles ne soit pas grave pour les traces asymétriques, il réduit la qualité du signal différentiel , et augmente potentiellement les EMI, essayez donc de l'éviter.

Malentendu 2 : Penser que le maintien d'un espacement égal est plus important que la correspondance des longueurs de ligne. Dans la disposition réelle des PCB, les exigences de la conception différentielle ne peuvent souvent pas être satisfaites en même temps. En raison de facteurs tels que la distribution des broches, via les trous et l'espacement des lignes, l'objectif de correspondance de la longueur de la ligne doit être atteint grâce à un enroulement approprié, mais le résultat est : la ligne différentielle Une partie ne peut pas être parallèle. La règle la plus importante dans la conception du routage différentiel PCB est de faire correspondre la longueur de la ligne, et d'autres règles peuvent être gérées de manière flexible en fonction des exigences de conception et des applications pratiques.

Malentendu 3 : On pense que les traces différentielles doivent être proches les unes des autres. La proximité des lignes différentielles n'est rien d'autre que le renforcement de leur couplage, l'amélioration de l'immunité au bruit et l'utilisation complète de la polarité opposée du champ magnétique pour compenser les interférences du champ électromagnétique externe. Bien que cette méthode soit très utile dans la plupart des cas, elle n'est pas absolue, si nous nous assurons qu'ils sont complètement exempts d'interférences externes, nous n'aurons plus besoin de permettre une communication forte entre eux pour atteindre l'objectif d'empêcher les interférences et de supprimer les EMI.

Comment assurer une bonne isolation et protection des lignes différentielles ? L'augmentation de la distance par rapport aux autres lignes de signal est l'une des méthodes les plus élémentaires. L'énergie du champ électromagnétique diminue selon le rapport au carré de la distance. Lorsque la distance totale entre les lignes est de 4 fois la largeur de la ligne, l'interférence entre elles est très faible et fondamentalement ignorée.

De plus, l'isolation par le plan de masse peut également jouer un bon rôle de blindage. Cette structure est souvent utilisée dans la conception de circuits imprimés à haute fréquence (au-dessus de 10G). C'est ce qu'on appelle la structure CPW, qui peut assurer une impédance différentielle stricte. contrôle. De plus, l'isolation du plan de masse peut également jouer un bon rôle de blindage. Cette structure est souvent utilisée dans les structures de PCB à coque IC haute fréquence (au-dessus de 10 g), appelées structures CPW, qui peuvent réaliser un contrôle d'impédance différentielle strict.