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[導讀]在進行高速電路設計時,經常會遇到差分對的走線設計,這主要源于差分走線的如下優(yōu)勢:1、抗干擾能力強,接收端只關心兩信號差值,外界的共模噪聲可完全抵消(對內干擾)。2、有效抑制EMI,由于兩信號線極性相反,通過

在進行高速電路設計時,經常會遇到差分對的走線設計,這主要源于差分走線的如下優(yōu)勢:1、抗干擾能力強,接收端只關心兩信號差值,外界的共模噪聲可完全抵消(對內干擾)。2、有效抑制EMI,由于兩信號線極性相反,通過耦合,對外界的輻射干擾可相互抵消(對外干擾)。3、時序定位準確,等等。當然,很多人對差分走線也存在不少誤區(qū),常見的如下:1、認為差分信號不需要地平面作為回流路徑,或者認為差分走線彼此為對方提供回流路徑。2、認為保持等距比匹配線長更重要。3、認為差分走線一定要靠得很近。下面就談一下個人在這方面的學習心得。1、等長問題講到差分線,肯定會有等長的要求,那么一個差分線之間的等長應該控制到什么程度就比較合理呢,完全等長做不到,也不必要。其實一個差分線的不等長,就等效于P、N信號存在相位差,定時誤差變大,其結果就是上升沿和下降沿變緩或者出現臺階,導致穩(wěn)定部分減少,也就是說,應該根據信號的速率綜合考慮才對,信號速率越高,等長要求就越嚴格。同時要注意的是,差分線二根線之間不等長的累加問題,如一個差分信號從一個單板到另一個單板的情況下,在本板內部、背板、另一個單板內部,都可能存在不等長,所以板際的信號更應該嚴格控制等長。2、信號回流如上圖所示,A、B是一個高速信號的差分對,A對應的回流為C,B對應的回流為D。A和B的電流大小相等,方向相反,同理C和D也是如此。當差分信號A、B之間的距離足夠近的情況下,C、D也是足夠的近,那么由于C、D大小相等,方向相反,所以流過回流平面的電流為0,也就是說,A和B的回流不依賴于回流平面,而是差分線之間實現回流。當然前提條件是C、D足夠近,但是,在實際的應用中,只能實現大部分的電流在差分線之間回流,還是有一部分的回流是經過回流平面的。因此,在進行差分走線時,回流平面還是要保證完整,否則容易出問題。3、強耦合與弱耦合通常,如果差分線之間的距離很近,回流基本上是經過差分線之間,而很少通過回流平面,那么稱之為強耦合;否則稱之為弱耦合。可以說強耦合對回流平面依賴比較低,而弱耦合對回流平面依賴比較高。那么是不是設計的時候把差分線設計成越近越好呢,也不完全是這樣,因為在實際的PCB設計過程中,為了確保差分線的等長,經常需要把其中的一根線拐彎打折,這樣,對于強耦合來說,阻抗變化的影響就比較大,而對于弱耦合來說,阻抗變化就比較小,此時弱耦合就比較有優(yōu)勢了。

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