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差分信號(hào)
閱讀�13955�(shí)間:2011-05-17 11:28:30

  差分信號(hào) (Differential Signaling)采用兩條極性相反的信號(hào)�,當(dāng)一條信�(hào)線的極性為正時(shí),另一條信�(hào)線為等幅度的�(fù)極性信�(hào)。接收電路提取二者的差值,忽略其共模電�。由于外部噪聲對(duì)兩條信號(hào)線的影響相同,利用其共模抑制能力可以消除噪聲,因�,這種“推挽”結(jié)�(gòu)大大降低了電子干��

�(cè)�

  輸入連接一般來�,差分放大器或探頭與信號(hào)源的互連是�(chǎn)生誤差的來源。為了維持輸入的匹配,兩�(gè)通道�(yīng)盡可能一樣。兩�(gè)輸入端的任何接線的都�(yīng)�(zhǎng)度相�。如果使用探頭,其型�(hào)與長(zhǎng)度也�(yīng)相同。在�(cè)量高共模電壓的低頻信�(hào)�(shí),應(yīng)避免使用帶衰減的探頭。在高增益時(shí)則完全不能使用這種探頭,因?yàn)椴豢赡芫仄胶馑鼈兊乃p�。當(dāng)高電壓或高頻率的�(yīng)用需要衰減時(shí),應(yīng)使用為差分放大器專門�(shè)�(jì)的專用無源探�。這種探頭具有能精密調(diào)整直流衰減和交流�(bǔ)�?shù)难b�。為獲得的性能,每一�(gè)特定的放大器都應(yīng)專用一套探頭,而且要根�(jù)這套探頭附帶的程序針�(duì)該放大器�(jìn)行校�(zhǔn)�

  一種常用的方法是將+ �- 輸入纜線成對(duì)絞扭在一起。這樣可減少拾取線路頻率干擾和其他噪聲的可�。如果要抓取眼圖的話要跟儀器廠家獲得咨詢,以獲得的軟件和夾�。一般這套軟件和夾具是要另外收�(fèi)的�

PCB�(shè)�(jì)誤區(qū)

  誤區(qū)一

  �(rèn)為差分信�(hào)不需要地平面作為回流路徑,或者認(rèn)為差分走線彼此為�(duì)方提供回流途徑。造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷�,或者對(duì)高速信�(hào)傳輸?shù)臋C(jī)理認(rèn)�(shí)還不夠深�。差分電路對(duì)于類似地彈以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感�。地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信�(hào)返回路徑,其�(shí)在信�(hào)回流分析上,差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的,即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路�(jìn)行回流,的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外,還存在相互之間的耦合,哪一種耦合�(qiáng),那一種就成為主要的回流通路.在PCB 電路�(shè)�(jì)中,一般差分走線之間的耦合較小,往往只占 10~20%的耦合度,更多的還是對(duì)地的耦合,所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)�,無參考平面的區(qū)域,差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路,盡管參考平面的不連續(xù)�(duì)差分走線的影響沒有對(duì)普通的單端走線來的�(yán)�,但還是�(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量,增加 EMI,要盡量避免。也有些�(shè)�(jì)人員�(rèn)為,可以去掉差分走線下方的參考平�,以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào),但從理論上看這種做法是不可取�,阻抗如何控制?不給共模信號(hào)提供地阻抗回�,勢(shì)必會(huì)造成 EMI 輻射,這種做法弊大于利�

  誤區(qū)�

  �(rèn)為保持等間距比匹配線�(zhǎng)更重�。在�(shí)際的PCB布線�,往往不能同時(shí)滿足差分�(shè)�(jì)的要求。由于管腳分�,過�,以及走線空間等因素存在,必須通過適當(dāng)?shù)睦@線才能達(dá)到線�(zhǎng)匹配的目的,但帶來的�(jié)果必然是差分�(duì)的部分區(qū)域無法平�。PCB 差分走線的設(shè)�(jì)中最重要的規(guī)則就是匹配線�(zhǎng),其它的�(guī)則都可以根據(jù)�(shè)�(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用�(jìn)行靈活處��

  誤區(qū)�

  �(rèn)為差分走線一定要靠的很近。讓差分走線靠近無非是為了增�(qiáng)他們的耦合,既可以提高�(duì)噪聲的免疫力,還能充分利用磁�(chǎng)的相反極性來抵消�(duì)外界的電磁干�。雖說這種做法在大多數(shù)情況下是非常有利�,但不是�,如果能保證讓它們得到充分的屏蔽,不受外界干�,那么我們也就不需要再讓通過彼此的強(qiáng)耦合�(dá)到抗干擾和抑� EMI 的目的了。如何才能保證差分走線具有良好的隔離和屏蔽呢?增大與其它信號(hào)走線的間距是最基本的途徑之一,電磁場(chǎng)能量是隨著距離呈平方�(guān)系遞減的,一般線間距超過4 倍線寬時(shí),它們之間的干擾就極其微弱了,基本可以忽略。此�,通過地平面的隔離也可以起到很好的屏蔽作用,這種�(jié)�(gòu)在高頻的�10G 以上)IC 封裝PCB �(shè)�(jì)中經(jīng)常會(huì)用采�,被稱為CPW�(jié)�(gòu),可以保證嚴(yán)格的差分阻抗控制�2Z0)�   差分走線也可以走在不同的信號(hào)層中,但一般不建議這種走法,因?yàn)椴煌膶赢a(chǎn)生的諸如阻抗、過孔的差別�(huì)破壞差模傳輸?shù)男�?,引入共模噪聲。此�,如果相鄰兩層耦合不夠緊密的話,會(huì)降低差分走線抵抗噪聲的能�,但如果能保持和周圍走線適當(dāng)?shù)拈g�,串?dāng)_就不是�(gè)問題。在一般頻率(GHz 以下),EMI 也不�(huì)是很�(yán)重的問題,實(shí)�(yàn)表明,相� 500Mils 的差分走線,�3 米之外的輻射能量衰減已經(jīng)�(dá)� 60dB,足以滿� FCC的電磁輻射標(biāo)�(zhǔn),所以設(shè)�(jì)者根本不用過分擔(dān)心差分線耦合不夠而造成電磁不兼容問��

�(yōu)缺點(diǎn)

  差分信號(hào)�(yōu)�(diǎn)�

  1、抗干擾能力�(qiáng)。干擾噪聲一般會(huì)等值、同�(shí)的被加載到兩根信�(hào)線上,而其差值為0,即,噪聲對(duì)信號(hào)的邏輯意義不�(chǎn)生影��

  2、能有效抑制電磁干擾(EMI�。由于兩根線靠得很近且信�(hào)幅值相等,這兩根線與地線之間的耦合電磁�(chǎng)的幅值也相等,同�(shí)他們的信號(hào)極性相�,其電磁�(chǎng)將相互抵�。因此對(duì)外界的電磁干擾也��

  3、時(shí)序定位準(zhǔn)確。差分信�(hào)的接受端是兩根線上的信號(hào)幅值之差發(fā)生正�(fù)跳變的點(diǎn),作為判斷邏�0/1跳變的點(diǎn)�。而普通單端信�(hào)以閾值電壓作為信�(hào)邏輯0/1的跳變點(diǎn),受閾值電壓與信號(hào)幅值電壓之比的影響較大,不適合低幅度的信號(hào)�

  差分信號(hào)缺點(diǎn)�

  若電路板的面積非常緊�,單端信�(hào)可以只有一根信�(hào)�,地線走地平面,而差分信�(hào)一定要走兩根等�(zhǎng)、等寬、緊密靠�、且在同一層面的線。這樣的情況常常發(fā)生在芯片的管腳間距很�,以至于只能穿過一根走線的情況下�

維庫電子�,電子知�(shí),一查百��

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