差分對(duì)路由的最佳設(shè)計(jì)技巧

我喜歡參加體育賽事。空氣中充滿了興奮，出于相同的原因，與成千上萬(wàn)的其他人在同一個(gè)地方是一件特別的事情。我唯一不喜歡參加游戲的是過(guò)多的噪音或其他對(duì)話的干擾。盡管這種干擾僅僅是體育賽事的令人不快的副作用，但對(duì)于PCB而言，不僅僅是干擾。電磁干擾（EMI）會(huì)嚴(yán)重影響信號(hào)完整性在你的板上；但是，有些路由選項(xiàng)可以幫助最大程度地減少這種影響。使用差分對(duì)布線可以幫助保護(hù)板上的敏感信號(hào)，因?yàn)樗鼈儙缀醪皇芄材Ｔ肼暤挠绊?，并減少了流經(jīng)接地層的電流。但是，差分對(duì)具有各自的缺點(diǎn)，因此您必須管理走線寬度，銅線重量，阻抗和電流 以避免在PCB上散布EMI并導(dǎo)致線對(duì)本身發(fā)生時(shí)序不匹配。

差分對(duì)的優(yōu)缺點(diǎn)

如果差分對(duì)很難布線，那么為什么要花時(shí)間和精力來(lái)使用它們呢？答案是，差分對(duì)具有自然的抗共模噪聲特性，幾乎沒(méi)有通過(guò)接地層的回波，最大程度地降低了信號(hào)損耗，并提高了信噪比（SNR）。它們也被緊密地連接在一起，這意味著外部噪聲會(huì)使成對(duì)信號(hào)偏移大約相同的量，從而增加了它們的噪聲抑制能力。此外，由于電流是通過(guò)其中一條走線返回的，因此實(shí)際上很少有電流通過(guò)接地層流到系統(tǒng)中的其他地方。這意味著，如果正確布線，差分對(duì)可以跨越模擬/數(shù)字平面和電源邊界，而不會(huì)引起太多的EMI。

在不利的一面，差分對(duì)顯然占據(jù)更多空間，并且需要仔細(xì)的布線和阻抗匹配。如果差分對(duì)的布線不正確，它們可能會(huì)向您的其他電路中注入大量噪聲，從而可能引起比他們難以解決的麻煩。

熱門(mén)路由提示

您需要遵循以下三個(gè)主要的差分對(duì)布線規(guī)則或技巧，以保持信號(hào)完整性并防止差分對(duì)在PCB信號(hào)中產(chǎn)生噪聲。要記住的最重要的一點(diǎn)是，在堅(jiān)持CM的同時(shí)，盡量保持走線的長(zhǎng)度布局公差 并確保在整個(gè)走線長(zhǎng)度上阻抗匹配。

提示1：匹配跡線長(zhǎng)度

差分對(duì)的主要優(yōu)點(diǎn)是正信號(hào)和負(fù)信號(hào)如何同時(shí)到達(dá)它們的目的地。當(dāng)然，這僅在攜帶信號(hào)的跡線具有相同長(zhǎng)度的情況下適用。不同的通信協(xié)議有其自身的偏斜要求，并帶有長(zhǎng)度公差。但是，即使您處于誤差范圍之內(nèi)，也最好追求完美。當(dāng)差分對(duì)走線的長(zhǎng)度不同時(shí)，實(shí)際上會(huì)在接地層中感應(yīng)出微小電流，這使它們的主要優(yōu)勢(shì)之一消失了。如果要路由高速信號(hào)，則可能會(huì)帶來(lái)實(shí)際問(wèn)題，并可能導(dǎo)致嚴(yán)重的EMI。可以通過(guò)充分利用曲折，添加跡線段以恢復(fù)長(zhǎng)度匹配來(lái)避免這種情況。

提示2：減少走線之間的分隔距離

使差分對(duì)走線保持靠近不僅可以節(jié)省空間，還可以減少將來(lái)發(fā)生故障的可能性。即使您完全匹配了跡線的長(zhǎng)度，它們?nèi)詫⒃谄湎旅娴钠矫嫔现苯痈袘?yīng)出電流。從理論上講，這些電流應(yīng)相等且相反，但它們的流量仍將構(gòu)成一個(gè)電流環(huán)路，與引起EMI的環(huán)路相同。在低速應(yīng)用中，此噪聲可能很小，但如果傳輸高速信號(hào)，則噪聲會(huì)增大。保持一對(duì)靠近在一起將減小環(huán)路面積，從而將EMI降至最低。

提示3：保持匹配的阻抗

當(dāng)差分對(duì)靠近布線時(shí)，它們將相互感應(yīng)產(chǎn)生電流。如果兩對(duì)線之間的距離相等，并且行程盡可能長(zhǎng)，則這種相互感應(yīng)的串?dāng)_將大部分被拒絕。當(dāng)走線之間的距離改變時(shí)，差分阻抗也會(huì)改變，從而導(dǎo)致失配。由于各種其他原因，包括通孔的層變化，也會(huì)導(dǎo)致阻抗差異?？赡懿槐鼐_計(jì)算每條走線的阻抗。但是，為了降低差分對(duì)的感應(yīng)EMI，您應(yīng)盡可能使它們的阻抗匹配。

差分對(duì)路由可能會(huì)很痛苦，但是如果正確完成，它可以帶給您與團(tuán)隊(duì)帶來(lái)勝利一樣的勝利快感。通過(guò)遵循上述三個(gè)設(shè)計(jì)技巧，可以最大程度地降低噪聲對(duì)信號(hào)的負(fù)面影響。