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走差分信号的好处
差分线对是指一对存在耦合的传输线。差分信号的传输
是利用两个输出驱动来驱动差分线对,一根携带信号,另一
根携带它的互补信号。我们需要的就是差分线对间的电压
差,它携带着要传输的信息。
差分信号传输与单端信号传输相比有很多优点:
①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;
②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;
③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设计。
等长
等长是为了使每根线上的信号传输时延相同,来确保两
个差分信号时刻保持极性相反。两条传输线上的任何时延差
别都会使部分差分信号变成共模信号,严重影响信号质量。
等长就是使差分线对的两根信号线布线长度尽量相同。
通常对于高速差分信号等长的匹配要求是±10 mils之内。
当然,这是一个较高的要求,真实的数值我们可以通过信号
允许错位(skew,芯片手册上可以查到)和信号传输时延(一
般180皮秒每英寸)来计算。
由于器件布局、引脚分布等原因,直接布线生成的差分
线对大多数情况都不等长,这就需要进行手动绕线。手动绕
线一般在芯片引脚处进行,目的是减少差分线对阻抗不连续
点。
等距
等距是为了保证差分线对之间差分阻抗的连续性,减少
反射。差分阻抗是设计差分对的重要参数,如果不连续, 就
会影响信号完整性。差分阻抗可以看做两个单端信号线的等
效阻抗串联,通常单端信号线的等效阻抗为50 W ,所以一
般情况下差分阻抗都应保持在100 W 。等距就是使差分线对
间的距离保持相等(即平行走线),保证差分线对全程的差
分阻抗不改变。
差分阻抗和差分线对的线宽、线间距、印制板层叠顺序、
介质的介电常数等诸多参数有关,其中某些参数只有印制板
生产厂商才能提供,因此印制板设计者应与生产厂商共同协
商决定线间距等参数。值得注意的是,一个差分信号在多层
PCB的不同层传输时(特别是内外层都走线时),要及时调整
线间距来补偿因为介质的介电常数变化带来的特性阻抗变
化。与不等长相比,不等距对信号完整性的影响较小。当等
长与等距规则冲突时,应优先满足等长。
顶一个
学习了
好东西谢谢了
谢谢分享
对于差分信号,刚入行的时候,不知道差分信号要紧密耦合的有木有?不知道差分信号要等长的有木有?都没控制跑1G多的信号居然也行,就是软件测试时有时会丢包!
不知者无畏啊!所以,个人感觉平台很重要,站在巨人的肩膀看世界是不一样的。