PCB设计中差分走线优缺点分析

为了避免不理想返回路径的影响，可以采用差分对走线。为了获得较好的信号完整性，可以选用差分对来对高速信号进行走线，LVDS电平的传输就采用差分传输线的方式。

差分信号传输有很多优点，如：

·差分信号在一对紧耦合差分对中传输时，在返回路径中对付串扰和突变的鲁棒性更好；

·因为每个信号都有自己的返回路径，所以差分新信号通过接插件或封装时，不易受到开关噪声的干扰；

·输出驱动总的dI/dr会大幅降低，从而减小了轨道塌陷和潜在的电磁干扰；

·与单端放大器相比，接收器中的差分放大器有更高的增益；

但是差分信号也有其缺点：首先是会产生潜在的EMI，如果不对差分信号进行恰当的平衡或滤波，或者存在任何共模信号，就可能会产生EMI问题；其次是和单端信号相比，传输差分信号需要双倍的信号线。

差分对走线在PCB上的横截面。D为两个差分对之间的距离；s为差分对两根信号线间的距离；W为差分对走线的宽度；Ff为介质厚度。

使用差分对走线时，要遵循以下原则：

·使差分对的两信号走线之间的距离S满足：S＝3H，以便使元件的反射阻抗最小化；

·将两差分信号线的长度保持相等，以消除信号的相位差；

·保持差分对的两信号走线之间的距离S在整个走线上为常数；

·确保D＞25，以最小化两个差分对信号之间的串扰；

·避免在差分对上使用多个过孔，过孔会产生阻抗不匹配和电感。

以前，只有不到50％的电路板采用可控阻抗互连线，而现在这一比例已超过90％。如今有不到50％的电路板使用了差分对，相信在不久的将来，随着对差分对原理和设计规则的了解加深，将会有超过90％的电路板使用它。