差分信號(hào)走線原則

差分線對(duì)的工作原理是使接收到的信號(hào)等于兩個(gè)互補(bǔ)并且彼此互為參考的信號(hào)之間的差值，因此可以極大地降低信號(hào)的電氣噪聲效應(yīng)。而單端信號(hào)的工作原理是接收信號(hào)等于信號(hào)與電源或地之間的差值 ，因此信號(hào)或電源系統(tǒng)上的噪聲不能被有效抵消。這就是差分信號(hào)對(duì)高速信號(hào)如此有效的原因，也是它用于快速串行總線和雙倍數(shù)據(jù)率存儲(chǔ)器的原因。

在差分線對(duì)中，正負(fù)兩邊都必須始終在相同的環(huán)境下沿著傳輸路徑傳送。正負(fù)兩邊必須緊靠在一起，以使正負(fù)信號(hào)經(jīng)由這些信號(hào)上相應(yīng)點(diǎn)的電磁場(chǎng)而彼此耦合。差分線對(duì)是對(duì)稱的，因此它們的環(huán)境也必須對(duì)稱。當(dāng)然，完美的對(duì)稱是不可能實(shí)現(xiàn)的，因?yàn)橹辽俅嬖谥叽绻?。但設(shè)計(jì)師如果遵循一些基本規(guī)則還是可以獲得接近理想的最佳差分信號(hào)結(jié)果。

建議

確保信號(hào)同一時(shí)間出現(xiàn)在每條線路的同一點(diǎn)上。要使走線的各段等長(zhǎng)，如圖中相同的字母表示的那樣。如果差分線對(duì)帶有串聯(lián)端接電阻或共模濾波器，那么這些器件到差分驅(qū)動(dòng)器正負(fù)兩端引腳的連接距離應(yīng)該是相等的。

最好按點(diǎn)到點(diǎn)布線，在任何情況下都要讓分支線或支路 (圖中的C)保持在0.6Tr英寸以內(nèi)，這里Tr指驅(qū)動(dòng)器輸出上升時(shí)間。圖中的A和E要盡可能使用相同的長(zhǎng)度限制規(guī)則。

采用現(xiàn)場(chǎng)解決工具(field solver)設(shè)計(jì)走線間隔，這樣可以方便地獲得偶模和奇模阻抗值。50歐姆的電路板并不意味著偶模、奇模或差分特征阻抗也是50歐姆。

如果為了終止某個(gè)差分信號(hào)而將它端接到地或參考電壓，就應(yīng)考慮應(yīng)害噪聲著雜環(huán)境的影響被奇模阻抗。

還應(yīng)考慮端接偶模或共模(偶模值的一半)以終止有害噪聲。

如果在兩條線間端接，應(yīng)考慮差模阻抗(奇模阻抗的兩倍)。

記住，只有在差分線對(duì)緊密耦合時(shí)，來自同一個(gè)源的輻射噪聲才能被有效抑制，因?yàn)橹挥挟?dāng)走線彼此靠得非常近時(shí)，周圍的電磁場(chǎng)才可能接近相同。

延長(zhǎng)走線長(zhǎng)度以便補(bǔ)償互補(bǔ)輸出信號(hào)之間的任何偏移都要在靠近驅(qū)動(dòng)器處進(jìn)行。

盡可能只以差分方式延長(zhǎng)走線長(zhǎng)度，記住左右彎曲的數(shù)量和風(fēng)格應(yīng)該保持平衡。

圖：在差分線對(duì)中，正負(fù)兩邊都必須始終在相同的環(huán)境下沿著傳輸路徑傳送。

避免

用單端特征阻抗代替奇模和偶模阻抗作為終端阻抗：緊密耦合的差分線對(duì)是專門針對(duì)互補(bǔ)信號(hào)設(shè)計(jì)的。

只是保證走線總長(zhǎng)度相等，而不是確保走線的每一段都相等。

差分線對(duì)的布線跨越電源或地平面的間隙。

在使用自動(dòng)布線工具時(shí)忘記定義差分線對(duì)，這樣只能得到單端布線。

讓測(cè)試工程師在差分線對(duì)每一邊的不同位置增加測(cè)試焊盤。測(cè)試焊盤相當(dāng)于高阻抗器件的輸入，因此很容易使差分線對(duì)失去平衡。

其它信號(hào)的布線過于平行地接近差分線對(duì)，或正好在下面或上面的另一層上，它們產(chǎn)生的串?dāng)_可能讓差分信號(hào)失去平衡。

?在不相關(guān)的電源或地平面(例如單獨(dú)的模擬電源平面) 的上面或下面布線差分線對(duì)。

忘了考慮板外連接去向。在利用仿真檢查目標(biāo)電路時(shí)，系統(tǒng)中其它板上的連接器、電纜和差分拓?fù)涠紤?yīng)被建模。

被探針或測(cè)試設(shè)備的寄生電感和電容所蒙蔽。如果在差分線對(duì)的一邊放置一個(gè)探針，很可能會(huì)致使差分線對(duì)失去平衡，這時(shí)的測(cè)量很容易被誤導(dǎo)，設(shè)備也很可能在這種測(cè)試情況下出現(xiàn)假故障。