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差分信号VS单端信号 差分线的PCB布线要求你知道吗?
作者: 来源: 浏览次数: 日期:2019-12-9 8:58:55

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差分信号VS单端信号

单端信号

单端信号是将电信号从发送器传输到接收器的简单且常见的方式。电信号通过电压(通常是变化的电压)传输,该电压以固定电位为基准,通常是称为“接地”的0V节点。

差分信号

差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相同,相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。

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差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:

a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。

缺点:差分信号线的主要缺点是增加了PCB的面积。若电路板的面积非常紧张,单端信号可以只有一根信号线,地线走地平面,而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小,以至于只能穿过一根走线的情况下。

差分信号PCB布线要求

通常(当然也有一些例外)差分信号也是高速信号,所以高速PCB设计规则通常也都适用于差分信号的布线,特别是设计传输线这样的信号线时更是如此。这就意味着我们必须非常谨慎地设计信号线的布线,以确保信号线的特征阻抗沿信号线各处连续并且保持一个常数。 

在电路板上,差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。

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1. 等长:等长是指两条线的长度要尽量一样长,是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性。减少共模分量。

2. 等宽、等距:等宽是指两条信号的走线宽度需要保持一致,等距是指两条线之间的间距要保持不变,保持平行。

3. 阻抗最小变化:在设计具有差分信号的PCB时,最重要的事情之一是找出应用的目标阻抗,然后相应地规划差分对。此外,保持尽可能小的阻抗变化。差分线的阻抗取决于诸如走线宽度,走线耦合,铜厚度以及PCB材料和层叠等因素。当你尝试避免改变差分对阻抗的任何事情时,请考虑其中的每一个。

(部分图文内容整理自网络)

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