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PCB设计中差分走线优缺点分析

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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。



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