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差分信号
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i3 r4 a( G; `1 Z$ X. V- B1、什么是差分信号
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- f) C+ |6 }5 a$ O* {
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、LVDS
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常用对有:+/- PM/PN TXN/TXP
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) K* l6 M1 V& Y/ u) q5 c2、差分信号与单端走线的比较+ q1 m G/ M" f; _
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- H8 R6 |7 h) s' F' U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:- X( a: D8 @! n4 P7 w+ I
3 @" U M* \* s+ L2 H" r! }4 P- U
优点:
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( r- @- b0 P t' f( |+ m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。
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9 L2 H" [! j& S( T 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。
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7 _1 E! y8 x- V; }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。( e- E6 n- }4 D9 M
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缺点:
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. }4 B6 Z! U2 `' g, 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。
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* V: e w: R. P, H# PSo,差分信号要优先布线
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