對差分探頭認(rèn)識常見的5大誤區(qū)-PRBTEK分享

　　1.一般認(rèn)為，差分信號不需要接地層作為返回路徑，或者差分走線為彼此提供返回路徑。造成這種誤解的原因是我們被表面現(xiàn)象所迷惑或者對高速信號傳輸?shù)臋C(jī)理認(rèn)識不夠深入。差分通道對電源和地平面上可能存在的類似地炸彈和其他噪聲信號不敏感。接地層的部分返回消除并不意味著差分通道不使用參考層作為信號返回路徑。其實在信號回流分析中，差分走線的機(jī)理和普通單端走線是一樣的，即高頻信號總是沿著電感最小的回路回流。最大的區(qū)別是差分線除了耦合到地之外，還相互耦合，耦合較強(qiáng)的那條成為主要的返回路徑。

　　在PCB電路設(shè)計中，一般差分走線之間的耦合很小，往往只占耦合度的10~20%，更多的是對地的耦合，所以差分走線的主要返回路徑仍然存在于接地層。當(dāng)接地層不連續(xù)時，差分走線之間的耦合將在沒有參考層的區(qū)域提供主要返回路徑。雖然參考面不連續(xù)性對差分走線的影響沒有普通單端走線那么嚴(yán)重，但還是會降低差分信號的質(zhì)量，增加EMI，應(yīng)該盡量避免。一些設(shè)計人員認(rèn)為可以移除差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的一些共模信號，但這在理論上是不可取的。阻抗怎么控制?不為共模信號提供阻抗環(huán)路，必然會產(chǎn)生EMI輻射，弊大于利。

　　2.認(rèn)為保持等間距比匹配線長更重要。在實際PCB布線中，無法同時滿足差分設(shè)計的要求。由于引腳分布、過孔和布線空間的原因，要達(dá)到線長匹配的目的，就必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)牟季€，但結(jié)果必然是差分對的某些區(qū)域不能平行。PCB差分布線設(shè)計中最重要的規(guī)則是匹配線長，其他規(guī)則可以根據(jù)設(shè)計要求和實際應(yīng)用靈活處理。

　　3.人們認(rèn)為差分布線必須靠得很近。使差分走線相互靠近，無非是增強(qiáng)其耦合性，既能提高對噪聲的抗擾度，又能充分利用磁場的相反極性來抵消對外界的電磁干擾。雖然這種方法在大多數(shù)情況下非常有益，但它不是絕對的。如果能保證它們完全屏蔽外界干擾，那么就不需要通過相互之間的強(qiáng)耦合來達(dá)到抗干擾和抑制EMI的目的。

　　怎樣才能保證差分布線有良好的隔離和屏蔽?增加與其他信號跡線的距離是最基本的方法之一。電磁場的能量與距離成平方關(guān)系遞減。一般當(dāng)線間距超過4倍線寬時，它們之間的干擾極其微弱，基本可以忽略。另外，接地層的隔離也能起到很好的屏蔽作用。這種結(jié)構(gòu)常用于高頻(10G以上)IC封裝PCB的設(shè)計中，稱為CPW結(jié)構(gòu)，可以保證嚴(yán)格的差分阻抗控制。

　　差分布線也可以在不同的信號層走線，但一般不推薦，因為不同層產(chǎn)生的阻抗和過孔的差異會破壞差模傳輸?shù)男Ч?，引入共模噪聲。另外，如果相鄰兩層耦合不夠緊密，差分布線抗噪聲的能力會降低，但如果能與周圍布線保持適當(dāng)?shù)木嚯x，串?dāng)_就不是問題。在一般頻率下(GHz以下)，EMI不會是一個嚴(yán)重的問題。實驗表明，500Mils距離的差分線在3米距離的輻射能量衰減已經(jīng)達(dá)到60dB，足以滿足FCC電磁輻射標(biāo)準(zhǔn)。因此，設(shè)計人員不必過于擔(dān)心差分線耦合不足導(dǎo)致的電磁不兼容問題。

　　4. 差分曼徹斯特編碼不是一種差分信號。意味著邏輯狀態(tài)“0”用每一位開始時的電平跳變來表示，邏輯狀態(tài)“1”用無跳變來表示。但是每一位中間的跳變都是作為同步時鐘，沒有邏輯意義。

　　5.在雙絞線上跑的不一定是差分信號，雙絞線上單端信號的電磁輻射比平行線小。

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