在說(shuō)明差分對布線(xiàn)重要性之前，首先了解影響傳輸線(xiàn)阻抗因素：走線(xiàn)線(xiàn)寬、線(xiàn)長(cháng)、線(xiàn)厚、側壁形狀、阻焊層覆蓋范圍和傳輸線(xiàn)介質(zhì)是明顯的影響因素。而介電常數和介質(zhì)厚度也會(huì )影響傳輸線(xiàn)阻抗精度，具體計算公式請參考信號完整性分析相關(guān)書(shū)籍。知道這些影響因素，可以幫助我們設計出好的走線(xiàn)，特別是在需要明確走線(xiàn)阻抗的時(shí)候，通過(guò)相關(guān)的軟件來(lái)調整走線(xiàn)寬度和厚度等都可以完成固定阻抗的走線(xiàn)。

 

差分對，之所以是叫差分對，是因為它上面傳送的信號等于兩個(gè)互補并且彼此互為參考的信號之間的差值,因此可以極大地降低外部對其的干擾。差分對的布線(xiàn)方式應該要適當的靠近且平行。所謂適當的靠近是因為這間距會(huì )影響到差分阻抗(differential impedance)的值,此值是設計差分對的重要參數。需要平行走線(xiàn)。在電路設計中，如果所有的信號線(xiàn)都采用單端線(xiàn)，做好了阻抗設計，一般情況下系統是可以正常工作的，一旦信號線(xiàn)兩端的地電位不同，甚至差距比較大，則會(huì )引起系統不能正常工作，而采用差分對布線(xiàn)或者走線(xiàn)是一種有效的解決方法。因為差分線(xiàn)具有等長(cháng)，等阻抗，經(jīng)過(guò)近似相同的環(huán)境，這在穩定信號上有著(zhù)先天的優(yōu)勢。

 

在原理圖設計中，差分信號通常以“_N”和“_P”作為后輟進(jìn)行標記，差分線(xiàn)可以有效解決信號源和負載之間沒(méi)有良好的參考地連，可抑制電子產(chǎn)品的干擾和減小信號線(xiàn)對外產(chǎn)生的電磁干擾(EMI)。

 

那么，為什么差分線(xiàn)能有效的消除噪聲呢?首先我們看下在布差分線(xiàn)時(shí)的常規要求：差分線(xiàn)在設計時(shí)要保證兩條線(xiàn)的長(cháng)度相等，通常在5%之內。兩條差分線(xiàn)之間有3w的距離和差分線(xiàn)周?chē)囟际呛芎玫脑O計經(jīng)驗。這樣，一方面，差分線(xiàn)的兩條信號線(xiàn)產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，以此降低EMI;另一方面，差分對信號線(xiàn)假如同時(shí)引入外部噪聲干擾信號，因為取其差分結果，這樣可以很好的消去噪聲，這與經(jīng)典的三運放放大器有著(zhù)異曲同工之妙。

 

在繪制PCB差分對的走線(xiàn)時(shí)，盡量在同一層進(jìn)行布線(xiàn)，差分對走線(xiàn)換層會(huì )由于增加了過(guò)孔，會(huì )引入阻抗的不連續。其次，若換層還會(huì )使回路電流沒(méi)有一個(gè)好的低阻抗回路，會(huì )存在RF回路，若差分對較長(cháng)，那么共模的RF能量就會(huì )產(chǎn)生影響了。還有一個(gè)原因是差分對在不同板層之間有不同的信號傳輸速度，在信號完整性分析相關(guān)資料中都能看到信號在微帶線(xiàn)上傳輸比帶狀線(xiàn)快，這也會(huì )引起一定的時(shí)間延時(shí)。在連接方面，還要注意差分對的連接問(wèn)題，如果負載不是直接負載而是有容性負載，那么可能會(huì )引入EMI。在電路設計方面也需要注意終端的阻抗匹配，防止發(fā)送反射而引入EMI問(wèn)題。

 

關(guān)于終端阻抗匹配，差分信號傳輸我們通常采用差模模式，還有一種傳輸模式是共模模式。其終端電阻配對參考設計如下所示：

匹配電阻的大小通常用阻抗分析儀進(jìn)行測量和標定。

 

對于我們常用的差模終端匹配電阻，通常選用50歐姆或者100歐姆進(jìn)行，實(shí)際中也需要進(jìn)一步的匹配。由于差模模式傳輸的信號是相互間的參考而與地無(wú)關(guān)，因此沒(méi)有了共模的RF能量。也可以在設計初定為共模差模模式，在后期調試過(guò)程中采用不同的模式進(jìn)行比較，這也不失為一種好方法。