作为一名PCB设计工程师，充分理解“差分信号”很重要！

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: K2 B7 u$ S' @+ r& e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！





& F  n7 q6 @9 ?$ o关于差分信号
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# F! o7 f4 }! t% \! r3 t4 H严格意义上来说，所有的电压信号都是“差分”的，因为一个电压总是相对另一个电压而言。但大部分情况下，我们会把“地”做为电压基准点，从而测得另一个电压值，这种信号被称为单端信号。由于是和“地”做比较，单端信号在PCB上的表现通常只有一根导线（Track）。
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$ Z0 \, U, T, ?5 e, `那什么是差分信号呢？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，相位相差180度，极性相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。
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; p8 F  u6 h/ F- M/ x* Q6 B1 {# A差分信号在PCB上的表现会有两根导线（Track）。
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差分信号的优缺点
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! N% o9 n% ?1 d优点

1、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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2、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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3、时序定位准确。差分信号的接受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。

$ z* H: F* }" w1 w+ c+ w& o缺点

若电路板的面积非常紧张，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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7 r1 g3 `1 P% v5 F  ]* r差分信号布线要求

% H' Z& R* o% O7 [在PCB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。

) M0 A% b/ C, X1. 等长：等长是指两条线的长度要尽量一样长，是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性。减少共模分量。

$ T$ A4 u: i% E3 _2 o, ?6 Z2. 等宽、等距：等宽是指两条信号的走线宽度需要保持一致，等距是指两条线之间的间距要保持不变，保持平行。

3. 差分线彼此靠近，靠越近，回路面积越小，走线下面感应电流的回路面积也越小，对EMI控制也好。
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" ]2 I' J0 y% \6 L8 ~7 u4. 差分走线要求在同一板层上，因为不同层之间的阻抗、过孔等差别会降低差模传输的效果而引入共模噪声。
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1 K+ e! y! E2 P* ^4 E& L7 j" ^提醒：在PCB布线规则中，有一条“关键信号线优先”的原则，即电源、摸拟信号、高速信号、时钟信号、差分信号和同步信号等关键信号优先布线。

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作为一名PCB设计工程师，充分理解“差分信号”很重要！

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弱弱的问一句   你最后一张图片上走线画圈圈打孔是啥意思