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差分信号$ x" n, L3 F% j) \' ~
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1、什么是差分信号
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差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法,差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相同,相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的是逻辑0还是逻辑1。在电路板上,差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。
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一般类型有:USB、以太网、PCIE、SATA、RS485、RS422、HDMI、LVDS3 t' h+ d2 F, o; C- ^
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# y; S9 Y E! ^ B常用对有:+/- PM/PN TXN/TXP
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2、差分信号与单端走线的比较
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9 m8 V: [* Z( U0 q差分信号与传统的一根信号线一根地线(即单端信号)走线的做法相比,其优缺点分别是:
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优点:
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: d: q( Y% W5 {- X* }9 S7 {抗干扰能力强。干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上,而其差值为0,即,噪声对信号的逻辑意义不产生影响。* q( s i, ? [ g' C, g
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; t0 {6 K- ^4 A! s* Y能有效抑制电磁干扰(EMI)。由于两根线靠得很近且信号幅值相等,这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等,同时他们的信号极性相反,其电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小。5 f0 h1 G! f [9 p) q6 J3 r; w
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8 u" }9 L/ C {# {# v$ k, a$ S时序定位准确。差分信号的接收端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点,作为判断逻辑0/1跳变的点的。而普通单端信号以阈值电压作为信号逻辑0/1的跳变点,受阈值电压与信号幅值电压之比的影响较大,不适合低幅度的信号。
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, A% |' j4 ]" w% a$ v4 H缺点:
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7 H$ |8 J; ~9 y2 I若电路板的面积非常吃紧,单端信号可以只有一根信号线,地线走地平面,而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小,以至于只能穿过一根走线的情况下。# b$ }* U0 Q7 R4 g
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So,差分信号要优先布线0 |! G" _% h$ G
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