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差分信号
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8 u+ A- w4 R7 L& u1 w1、什么是差分信号& |" q2 l4 z9 v4 L7 |, U% v9 h# M
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3 h. c: [4 }5 L6 B. D( `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。 \+ j5 A) ~/ ]
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+ M" u# U" _! ~7 A一般类型有:USB、以太网、PCIE、SATA、RS485、RS422、HDMI、LVDS
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+ v& `' Z# w; g$ F- Q/ N, C& w J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 @" V) x, r- z" K
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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:4 N l" \; X% b- s6 j
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优点:# `/ X: v, x8 i, A! G3 e; S
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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。7 y' \, O) V3 w w
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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。) W" c+ W) @9 Y% M7 Z8 C
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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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5 y# _) [' Z! Y" n! s: l$ [* ^缺点:) W4 [( G B" `/ {) a, p
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( }" R, [5 N% E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。$ i, ]5 z/ _; z4 r% n- K/ [ Y7 I
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/ b/ C+ Z8 H2 F# e3 ?! @5 U( l7 PSo,差分信号要优先布线
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