差分對:高速信號的“抗干擾雙胞胎”“為什么傳輸高清視頻信號時(shí),屏幕總出現(xiàn)雜紋?”捷多邦小編解釋,這很可能是差分對設(shè)計(jì)不到位導(dǎo)致的。作為傳輸差分信號的成對走線,差分對就像形影不離的“抗干擾雙胞胎”,在高速電路中承擔(dān)著保證信號純凈的重要使命。
差分對的核心優(yōu)勢在于抗干擾。它由兩根平行且等長的走線組成,傳輸?shù)氖谴笮∠嗟?、極性相反的差分信號。當(dāng)外界存在電磁干擾時(shí),干擾信號會同時(shí)耦合到兩根走線上,而接收端只關(guān)注兩根線的信號差值,干擾就被自然抵消。這種“同甘共苦”的特性,讓它成為USB3.0、HDMI等高速接口的標(biāo)配。
設(shè)計(jì)差分對有幾個“鐵規(guī)矩”。首先是“等長”,兩根走線的長度差必須控制在極小范圍(通常不超過50mil),否則信號會出現(xiàn)時(shí)延差,導(dǎo)致接收端無法準(zhǔn)確判斷;其次是“等距”,走線間距要保持一致,避免阻抗突變;最后是“少過孔”,過孔會引入額外寄生參數(shù),破壞差分信號的平衡性。
新手設(shè)計(jì)差分對常犯的錯誤的是隨意彎曲走線。為了遷就其他元器件,有的工程師會讓其中一根走線繞大彎,導(dǎo)致長度差超標(biāo);有的則在差分對中間穿插其他信號線,破壞了抗干擾環(huán)境。這些操作都會讓差分對的“抗干擾buff”失效,出現(xiàn)信號失真。
捷多邦小編建議,設(shè)計(jì)差分對時(shí)要提前規(guī)劃走線路徑,優(yōu)先采用“蛇形走線”微調(diào)長度,避免劇烈彎折。同時(shí)利用PCB設(shè)計(jì)軟件的差分對規(guī)則檢查功能,實(shí)時(shí)校驗(yàn)間距和長度差,讓這對“抗干擾雙胞胎”發(fā)揮最大作用。