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PCB设计解惑-差分信号剖析(14-完)
但当差分讯号的GND有一开槽时,其Return Loss几乎都不到-20 dB,而Insertion Loss也明显变大许多,如下图[44] :
由[23]可知,其差分讯号与 GND的距离会影响阻抗,换言之,当差分讯号经过开槽时,会因为阻抗不连续,产生反射,因而 Return Loss变差。而由[44]可知,其开槽可等效于电感,由于电感会衰减高频讯号,故当差分讯号经过开槽时,其能量会衰减,因而 Insertion Loss变大。
由[12]可知,GND Bounce,会使输出波形失真,以及影响邏辑运作的正确性,进而使系统稳定度变差,如下图 :
而由[42]可知,差分讯号经过开槽时,会产生 GND Bounce。
由以上的例子可知,GND对于差分讯号,仍有一定的影响,因此必须如同单端讯号一般,GND要维持完整性。
虽然差分讯号在 GND的回流电流会因相消而几乎为零,但会因 Crosstalk,将能量耦合过去,在其差分讯号正下方的 GND,感应出一个方向相反,封闭回路的感应电流[4]。
而由[12]可知,若采用 3W Rule,可降低 70%的 Crosstalk,那么,可否透过拉大差分讯号与 GND间的距离,来削弱感应电流的强度
由前述可知,差分讯号的回流电流,确实是存在于 GND,倘若将差分讯号与 GND间的距离拉大,如此便等同于将差分讯号的回路面积扩大,势必会增加 EMI辐射干扰,这种作法弊大于利[5]。而由[35]可知,EMI辐射干扰强度,与回路面积有关,同时感应电流的回路面积,亦等同于差分讯号的回路面积,因此,差分走线的长度要尽可能短,间距要尽可能小(但要符合阻抗控制),这样才能缩减差分走线与感应电流的回路面积[4],换言之,应该是透过缩减差分讯号回路面积的方式,来降低感应电流 EMI辐射干扰的强度,而不是直接将差分讯号与 GND间的距离拉大。(完)
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