重拾上升动力，迈向新增长- VCON新兴品牌展全回顾
06-18
误区1 认为差分信号不需要地平面作为返回路径，或者差分走线为彼此提供返回路径。
造成这种误解的原因是我们被表面现象所迷惑或者对高速信号传输的机理认识不够深刻。
尽管差分电路对噪声信号不敏感，例如地弹和电源层和接地层上可能存在的其他噪声。
接地平面的部分回流取消并不意味着差分电路不使用参考平面作为信号返回路径。
事实上，从信号回流分析来看，差分走线和普通单端走线的机制是一致的，即高频信号总是沿着电感最小的环路回流。
最大的区别在于，除了对地的耦合之外，差分线之间也存在耦合。
无论哪一个耦合更强，该耦合都会成为主要返回路径。
在PCB电路设计中，差分走线之间的耦合一般较小，往往只占耦合度的10~20%，更多的是对地的耦合，因此差分走线的主要返回路径仍然存在在地面上。
当接地平面不连续时，在没有参考平面的区域中，差分走线之间的耦合将提供主要返回路径。
虽然参考面的不连续性对差分走线的影响不像普通单端走线那么严重，但仍然会降低差分信号的质量，增加EMI，应尽量避免。
一些设计者还认为，可以去除差分走线下方的参考平面，以抑制差分传输中的一些共模信号。
然而，这种方法在理论上是不可取的。
如何控制阻抗？不为共模信号提供接地阻抗回路，必然会产生EMI辐射，弊大于利。
因此保持PCB接地层返回路径又宽又短。
尽量不要跨岛（跨越相邻电源或地层的隔离区域）。
例如，在主板设计中，USB、SATA和PCI-EXPRESS最好不要跨岛。
确保这些信号下方有完整的接地层或电源层。
神话2 人们相信保持相等的间距比匹配线长更重要。
在实际的PCB布线中，往往不能同时满足差分设计的要求。
由于引脚分布、过孔、布线空间等因素，必须采用正确的布线方式来实现线长匹配。
然而，结果必然是差分对的某些区域无法平行。
事实上，间距是不等的。
影响很小。
相比之下，线长不匹配对时序的影响要大得多。
从理论分析的角度来看，虽然间距不一致会导致差分阻抗发生变化，但由于差分对本身之间的耦合并不显着，阻抗变化范围也很小，通常在10%以内，这只是等效的对一个经过的孔造成的反射不会对信号传输产生明显的影响。
一旦线长不匹配，不仅会产生时序偏移，还会在差分信号中引入共模成分，从而降低信号质量并增加EMI。
可以说，PCB差分走线设计中最重要的规则就是线长的匹配。
其他规则可根据设计要求和实际应用灵活处理。
同时，为了补偿阻抗匹配，可以在接收端的差分线对之间添加匹配电阻。
其值应等于差分阻抗的值。
这样信号质量会更好。
因此建议以下两点： 使用终端电阻来实现差分传输线的最大匹配。
电阻值一般在90～Ω之间。
系统还需要这个终端电阻来产生正常工作的差分电压； 最好在差分线上使用精度为 1 至 2% 的表面贴装电阻。
如果有必要，还可以使用两个50Ω的电阻，中间连接一个电容到地，以滤除共模噪声。
通常对于CLOCK等差分信号，等长匹配要求在+/-10mils以内。
误解3 我认为差分走线一定非常靠近。
保持差分走线靠近无非是为了增强它们的耦合，这样不仅可以提高抗噪声能力，还可以充分利用磁场的相反极性来抵消对外界的电磁干扰。
虽然这种方法在大多数情况下非常有益，但它并不是绝对的。
如果我们能够保证它们完全屏蔽，不受外界干扰，那么我们就不再需要通过彼此之间的强耦合来实现抗干扰。
以及抑制EMI的目的。
如何保证差分走线具有良好的隔离和屏蔽性能？增加其他信号走线之间的间距是最基本的方法之一。
电磁场能量与距离成平方关系减小。
一般当线间距超过线宽的4倍时，它们之间的干扰就极弱。
基本可以忽略。
另外，通过地平面隔离也能起到良好的屏蔽作用。
这种结构常用于高频（10G以上）IC封装PCB设计中。
称为CPW结构，可以保证严格的差分阻抗。
控制（2Z0）。
差分走线也可以走在不同的信号层，但一般不推荐这种走线，因为不同层产生的阻抗和过孔的差异会破坏差模传输的效果并引入共模噪声。
。
另外，如果相邻层之间的耦合不够紧密，差分走线抗噪声的能力就会降低，但如果能够与周围走线保持适当的间距，串扰就不是问题。
在一般频率（GHz 以下）下，EMI 并不是一个非常严重的问题。
实验表明，相距3米的差分走线的辐射能量衰减已达到60dB，足以满足FCC的电磁辐射标准，因此设计人员不必过多担心差分线耦合不足导致的电磁不兼容问题。
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