差分線對中的兩個PCB線完全一致

    高速設(shè)計規(guī)則通常也都適用于差分信號的布線

    PCB設(shè)計布線非?？拷牟罘中盘枌ο嗷ブg也會互相緊密耦合，這種互相之間的耦合會減小EMI發(fā)射，差分信號線的主要缺點是增加了PCB的面積，本文介紹電路板設(shè)計過程中采用差分信號線PCB設(shè)計布線的PCB設(shè)計布線策略。

    眾所周知，信號存在沿信號線或者PCB線下面?zhèn)鬏數(shù)奶匦?，即便我們可能并不熟悉單端模式PCB設(shè)計布線策略，單端這個術(shù)語將信號的這種傳輸特性與差模和共模種信號傳輸方式區(qū)別開來，后面這兩種信號傳輸方式通常更為復(fù)雜。

    差分和共模方式

    差模信號通過一對信號線來傳輸。一個信號線上傳輸我們通常所理解的信號；另一個信號線上則傳輸一個等值而方向相反(至少在理論上是這樣)的信號。差分和單端模式最初出現(xiàn)時差異不大，因為所有的信號都存在回路。

    單端模式的信號通常經(jīng)由一個零電壓的電路(或者稱為地)來返回。差分信號中的每一個信號都要通過地電路來返回。由于每一個信號對實際上是等值而反向的，所以返回電路就簡單地互相抵消了，因此在零電壓或者是地電路上就不會出現(xiàn)差分信號返回的成分。

    共模方式是指信號出現(xiàn)在一個(差分)信號線對的兩個信號線上，或者是同時出現(xiàn)在單端信號線和地上。對這個概念的理解并不直觀，因為很難想象如何產(chǎn)生這樣的信號。這主要是因為通常我們并不生成共模信號的緣故。共模信號絕大多數(shù)都是根據(jù)假想情況在電路中產(chǎn)生或者由鄰近的或外界的信號源耦合進(jìn)來的噪聲信號。共模信號幾乎總是“有害的”，許多設(shè)計規(guī)則就是專為預(yù)防共模信號出現(xiàn)而設(shè)計的。

    差分信號線的PCB設(shè)計布線

    通常(當(dāng)然也有一些例外)差分信號也是高速信號，所以高速設(shè)計規(guī)則通常也都適用于差分信號的PCB設(shè)計布線，特別是設(shè)計傳輸線這樣的信號線時更是如此。這就意味著我們必須非常謹(jǐn)慎地設(shè)計信號線的PCB設(shè)計布線，以確保信號線的特征阻抗沿信號線各處連續(xù)并且保持一個常數(shù)。

    在差分線對的布局PCB設(shè)計布線過程中，我們希望差分線對中的兩個PCB線完全一致。這就意味著，在實際應(yīng)用中應(yīng)該盡最大的努力來確保差分線對中的PCB線具有完全一樣的阻抗并且PCB設(shè)計布線的長度也完全一致。差分PCB線通常總是成對PCB設(shè)計布線，而且它們之間的距離沿線對的方向在任意位置都保持為一個常數(shù)不變。通常情況下，差分線對的布局PCB設(shè)計布線總是盡可能地靠近。

    差分信號的優(yōu)勢

    單端信號通常總是參照某種“參考”電平。這種“參考”電平可能是一個正值電壓也可能是地電壓、一個器件的閾值電壓、或者是其它什么地方的另外一個信號。而另一方面差分信號則總是參照該差分線對中的另一方。也就是說，如果一個信號線(+信號)上的電壓高于另一個信號線(-信號)上的電壓，那么我們就可以得到一種邏輯狀態(tài)；而如果前者低于后者那么我們就可以得到另外的一種邏輯狀態(tài)。

    差分信號具有如下幾個優(yōu)點：1.時序得到精確的定義，這是由于控制信號線對的交叉點要比控制信號相對于一個參考電平的絕對電壓值來得簡單。這也是需要精確實現(xiàn)差分線對等長PCB設(shè)計布線的一個理由。如果信號不能同時到達(dá)差分線對的另一端的話，那么源端所能夠提供的任何時序的控制都會大打折扣。此外，如果差分線對遠(yuǎn)端的信號并非嚴(yán)格意義上的等值而反向，那么就會出現(xiàn)共模噪聲，而這將導(dǎo)致信號時序和EMI方面的問題。2.由于差分信號并不參照它們自身以外的任何信號，并且可以更加嚴(yán)格地控制信號交叉點的時序，所以差分電路同常規(guī)的單端信號電路相比通?？梢怨ぷ髟诟叩乃俣取?/div>

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