差分信号

差分信号的优缺点及布线要求

在高速 PCB 设计中,差分信号的应用越来越广泛,这主要是因为和普通的单端信号走线相比,差分信号具有抗干扰能力强、能有效抑制 EMI、时序定位精确的优势。作为一名(准)PCB 设计工程师,我们当然需要充分理解差分信号!

关于差分信号

PCB差分信号设计的3个常见的误区,该如何避免?

在高速PCB设计中,差分信号(DIFferential Signal)的应用越来越广泛,电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计。

为什么这样呢?和普通的单端信号走线相比,差分信号有抗干扰能力强、能有效抑制EMI、时序定位精确的优势。

LVDS — 低压差分信号必知必会

随着数据传输速率越来越高,现在计算机系统中的数据传输接口基本上都串行化了,像USB、PCIe、SATA、DP等等外部总线将并行总线挤压到只剩下内存总线这个最后的堡垒。当然,就算是并行传输总线最后的倔强DDR也在不断吸收SERDES上的技术来提升自己,尤其是均衡器(Equalization,EQ)技术,在DDR5标准中,DRAM将被指定涵盖DFE(判决反馈均衡)能力。

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随着信号速率的提高,在系统同步接口方式中,有几个因素限制了有效数据窗口宽度的继续增加。

  • 时钟到达两个芯片的传播延时不相等(clock skew)

  • 并行数据各个bit 的传播延时不相等(data skew)

  • 时钟的传播延时和数据的传播延时不一致(skew between data and clock)

差分信号及PCB差分设计中几个误区(二)

在上一篇文章“差分信号及PCB差分设计中几个误区(一)”中,我们介绍了差分信号的优势、差分和共模方式以及差分信号线布线的内容。下面我们将重点讨论一下PCB差分信号设计中几个常见的误区。

差分信号及PCB差分设计中几个误区(一)

差分传输是一种信号传输技术,有别于一根信号线一根地线的传统做法,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逻辑状态。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。

差分信号又称差模信号,你真的懂吗?

差分信号

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等、相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号又称差模信号,是相对共模信号而言的。

特点

关于差分线的那些事,你了解多少呢?

记得在刚学习差分线(对)的时候,总是对一些概念把握不准,很多概念都会混淆,比如差分(很多人还会误解成差模)、共模、奇模与偶模,以及由此延伸出的差分阻抗、共模阻抗、奇模阻抗与偶模阻抗,光是这些概念,就很容易让初学者望而却步,刚觉得好像摸着点了门道,但越往下看越觉得摸不着头脑,概念太多太容易混乱,这就是初学者的痛苦。好吧,要想完全理解,没有个两三遍回炉是很难入信号完整性之门的,除非过目不忘哈。

当然我没有过目不忘的本事,所以就只能把书老老实实的看了一遍又一遍,然后才有了一些学习的笔记,记录了对这些概念的个人理解。

差分线本身没有任何内涵,就是两根普通的单端传输线(一般默认线宽线厚一致)的组合而已,它们之间可以没有任何关系,最终决定它们特性的其实是这两条传输线上的信号传输方式,在这里主要介绍两种比较特殊的传输方式,奇模与偶模传输,它们都可以实现无失真的传输。奇模就是两线上有大小相等方向相反的驱动电压,偶模就是两线上有大小相等方向相同的驱动电压。它们是信号传输的方式,又叫激励状态,相对人而言,模态赋予了差分线的生命和精神,没有激励,差分线只是肉体而已。对于无失真的传输来讲,差分线有奇模状态和偶模状态之分,它们可以用如下图一来表示。

干货 | 形象解读差分信号,它比单端信号强在哪?

一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。从严格意义上来讲,所有电压信号都是差分的,因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里,系统'地'被用作电压基准点。当'地'当作电压测量基准时,这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

模电工程师必掌握的三大法宝,你都整明白了吗?

差分信号

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等,相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号又称差模信号,是相对共模信号而言的。

模电工程师的三件法宝:差分信号、时钟数据恢复、信道均衡

差分信号

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等,相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号又称差模信号,是相对共模信号而言的。