【正文】 時(shí)第一條線的返回電流可以看成由第二條信號(hào)線來(lái)傳送。 圖 18 差分對(duì)的 型端接和 T型端接結(jié)構(gòu) (可以同時(shí)端接差分信號(hào)和共模信號(hào) ) 差分信號(hào)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題 及其解決方案 ? 奇模狀態(tài)與偶模狀態(tài)的影響 ? 共模阻抗 為了克服反射，在每根差分線上加的終端匹配電阻應(yīng)為奇模阻抗 Zodd，而不是 Zo。下面兩圖分別反映了差分驅(qū)動(dòng)器跳變時(shí)的錯(cuò)位以及差分線的不對(duì)稱（一條走線比另一條多了一個(gè)容性負(fù)載）的情況下對(duì)差分信號(hào)質(zhì)量的影響。這就是要使所有非對(duì)稱降到最小的原因。當(dāng)信號(hào)從源端傳到負(fù)載時(shí)，在能量返回系統(tǒng)中一定存在返回電流。當(dāng)返回的電流與它們?cè)瓉?lái)的信號(hào)通路不匹配 (比如在平面內(nèi)有裂縫等 )，或者幾個(gè)信號(hào)有公共返回區(qū)域，共模電流就產(chǎn)生了。并且差分對(duì)中距動(dòng)態(tài)線較近的那條線中會(huì)有較大的噪聲。 受害差分對(duì)中的共模噪聲是兩條線上的噪聲電壓的平均值。 此外，通常我們使兩條信號(hào)線中產(chǎn)生的噪聲越趨于相等，差分噪聲就越少。 (2) 能有效抑制 EMI，對(duì)外輻射的電磁場(chǎng)可以相互抵消，耦合的越緊密，泄放到外界的電磁能量越少。由于 EMI與環(huán)路面積有關(guān)。 。因?yàn)椴罘中盘?hào)是大小相等、方 向相反的，如果差分線對(duì)的兩條信號(hào)線的長(zhǎng)度不同， 就有電流流入“地”，產(chǎn)生嚴(yán)重的共模 EMI問(wèn)題。 — 非理想的返回路徑的差分阻抗突變有所減弱。即使差分對(duì)做到完全對(duì)稱，串?dāng)_仍然會(huì)導(dǎo)致差分線上產(chǎn)生共模電壓。在圖 ，在弱耦合的被干擾差分線上，差分噪聲大約為 ％，在緊耦合的被干擾差分線上，差分噪聲只有該值的一半。 (3) 通過(guò)添加共模扼流器的辦法來(lái)增加共模電流路徑的阻抗。 共模電流起源于公共金屬結(jié)構(gòu) (比如電源面和接地面 )中的公共電流。 ? 差模輻射 差分模式輻射是系統(tǒng)結(jié)構(gòu)里的 RF電流回路中電流的流動(dòng)引起的。將錯(cuò)位保持在最小限度的一個(gè)重要原因，是保證差分信號(hào)向共模信號(hào)轉(zhuǎn)換最小。 ? 差分阻抗與奇模阻抗、共模阻抗與偶模阻抗 — 差分阻抗與奇模阻抗的關(guān)系 差分阻抗是奇模阻抗的 2倍： — 共模阻抗與偶模阻抗的關(guān)系 共模阻抗是偶模阻抗的 1/2： dif f od d2??ZZe v e n e v e n e v e nc o m m e q u i ve v e n e v e n 2?? ? ??Z Z ZZZ ZZ差分信號(hào)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題 及其解決方案 ? 差分信號(hào)的錯(cuò)位與失真 如果某些因素使得差分線中的一條受到影響而另一條未受到影響，差分信號(hào)就會(huì)失真，使得部分差分信號(hào)轉(zhuǎn)換為共模信號(hào)。減小反射的一種方法就是在差分對(duì)末端加上一個(gè)與差分匹配阻抗的電阻性阻抗。而當(dāng)兩信號(hào)線間的耦合度遠(yuǎn)大于信號(hào)線與返回平面間的耦合度時(shí)，平面中的大部分返回電流會(huì)疊加、抵消。 圖 16 屏蔽體的半徑增大時(shí)單端雙絞線與屏蔽層間的 單端特性阻抗和雙絞線的差分阻抗的變化情況 差分信號(hào)的阻抗分析與計(jì)算 ? 側(cè)面耦合的帶狀線 對(duì)側(cè)面耦合帶狀線而言，也存在著同樣的效應(yīng)。此時(shí)，返回路徑平面的存在將不會(huì)再影響差分阻抗。任何改變電流分布的因素都將會(huì)改變差分對(duì)的差分阻抗。差分信號(hào)驅(qū)動(dòng)在這兩條信號(hào)線上驅(qū)動(dòng)兩個(gè)相反的信號(hào)。 1 1 1 2o n e R 1 1 o n e 1 2 o n e o n e L 1 21 1 1 2dd 2 ( )dd??? ? ? ? ? ? ??????VVI V T C V C V V C CCC tt差分信號(hào)的阻抗分析與計(jì)算 3） 假設(shè)給第二條信號(hào)線加上與第一條信號(hào)線相同的信號(hào)，由于兩條信號(hào)線之間不存在電壓差，所以對(duì)驅(qū)動(dòng)來(lái)說(shuō)，只有電容 C11存在，這就意味著要驅(qū)動(dòng)的電容減小了。 那么線 1的阻抗將取決于負(fù)載電容。但是，即使在間距更緊密的情況下，間距等于線寬，最大的相對(duì)耦合度 (即 C12/C11或 L12/L11)仍小于 15%。當(dāng)信號(hào)線 1與其返回路徑的一些邊緣區(qū)域被相鄰信號(hào)線干擾時(shí)， C11將減小， C12會(huì)增加。圖中差分對(duì)互連末端沒(méi)有端接，并且差分對(duì)之間沒(méi)有耦合。 傳輸線上的跳變差分信號(hào)是兩條信號(hào)線上的差信號(hào)。 ?共模信號(hào) Vm Vm定義為： 即共模信號(hào)用兩條信號(hào)線上平均電壓表示。因?yàn)槎O管不會(huì)吸收任何的能量，僅僅只是將能量導(dǎo)向電源或者是地，傳輸線上就會(huì)出現(xiàn)多次的信號(hào)反射。通常情況下， RC 時(shí)間常數(shù)大于該傳輸線負(fù)載延時(shí)的兩倍較為理想。戴維南終端匹配技術(shù)同樣通過(guò)向負(fù)載提供額外的電流也減輕了驅(qū)動(dòng)器的負(fù)擔(dān)，這部分額外的電流在大的信號(hào)擺動(dòng)電壓系統(tǒng)比如基于 5V和 CMOS和BiCMOS的系統(tǒng)中顯得尤為有益。將 TTL 輸出終端匹配到地會(huì)降低 VOH 的電平值，從而降低接收器輸入端的抗噪聲能力。電阻 R 的值必須同傳輸線的特征阻抗 Z0匹配，以消除信號(hào)的反射。而附加的信號(hào)電壓會(huì)反向傳遞到驅(qū)動(dòng)端，但是串行連接的匹配電阻在接收器端實(shí)現(xiàn)了反射信號(hào)的終端匹配，因而不會(huì)出現(xiàn)進(jìn)一步的信號(hào)反射，從而保證了傳輸線上信號(hào)的完整性。 ? 在低頻電路中，我們一般不考慮傳輸線的匹配問(wèn)題，只考慮信號(hào)源跟負(fù)載之間的情況，因?yàn)榈皖l信號(hào)的波長(zhǎng)相對(duì)于傳輸線來(lái)說(shuō)很長(zhǎng)，傳輸線可以看成是 “短線 ”，反射可以不考慮。?阻抗匹配 ?差分線設(shè)計(jì) ?差分線的基本概念 ?差分 信號(hào)的阻抗分析與計(jì)算 ?差分 信號(hào)設(shè)計(jì)中存在的問(wèn)題及其解決方案 阻抗匹配與差分線設(shè)計(jì) 阻抗匹配 ? 阻抗的定義 傳輸線的特性阻抗是微分線段的特性阻抗。如果是電路板上的高速信號(hào)線與負(fù)載阻抗不匹配時(shí)，會(huì)產(chǎn)生震蕩，輻射干擾等。故分配在負(fù)載端的信號(hào)電壓大約是驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)電壓的一半，再加上同樣幅值的附加信號(hào)電壓，使得接收器馬上就會(huì)接收到完整的信號(hào)電壓。 阻抗匹配 ? 并聯(lián) 終端匹配 并聯(lián)終端匹配是最簡(jiǎn)單的阻抗匹配技術(shù) ,通過(guò)一個(gè)電阻 R將傳輸線的末端（可能是開(kāi)路，也可能是負(fù)載）接到地或者接到 VCC 上。另外并聯(lián)終端匹配也會(huì)降低信號(hào)的高輸出電平。 ? 優(yōu)點(diǎn)：是簡(jiǎn)單易行；優(yōu)勢(shì)在于終端匹配電阻仍然是作為上拉電阻和下拉電阻來(lái)使用，它能夠有效地抑制信號(hào)過(guò)沖，使得信號(hào)的偏擺縮小，從而加強(qiáng)了系統(tǒng)的噪聲容限。信號(hào)的頻率、信號(hào)占空比、以及過(guò)去的數(shù)據(jù)位模式等因素都會(huì)影響終端匹配電容的充電和放電特性，從而影響功率消耗。同樣，連接到地上的二極管 D2 也可以將信號(hào)的下沖限制在二極管的正向偏置電壓上。 差分線的基本概念 差分信號(hào)傳輸 與單端信號(hào)傳輸相比有如下優(yōu)點(diǎn)： → 輸出驅(qū)動(dòng)總的 會(huì)比單端信號(hào)線上的大幅降低，從而減少了軌道塌陷和