关于PCB设计工程师需要了解的基本差分信号

什么是差分信号？它有什么作用？在高速PCB设计中，差分信号的应用越来越广泛。主要原因是，与普通的单端信号走线相比，差分信号具有较强的抗干扰能力和有效的EMI抑制和精确的定时定位的优势。
作为（准）PCB设计工程师，我们必须处理差分信号。接下来，让我们了解相关内容！严格来说，所有电压信号都是“差分”信号。
因为一个电压总是相对于另一电压。按照。
但是在大多数情况下，我们将使用“地面”作为参考电压来测量另一个电压值。该信号称为单端信号。
因为将其与“地”进行比较，所以PCB上的单端信号的性能通常仅具有一根导线（轨道）。那么什么是差分信号？与传统的一根信号线和一根地线的方法不同，差分传输在两条线上传输信号。
两个信号的幅度相等，相位差为180度，极性相反。 。
在这两根线上传输的信号是差分信号。 PCB上差分信号的性能将有两根导线（跟踪）。
差分信号的优缺点1.抗干扰能力强。干扰噪声的值通常相等，并且同时加载到两条信号线上，并且差值为0，即，该噪声不会影响信号的逻辑含义。
2.可以有效抑制电磁干扰（EMI）。由于两条线靠近在一起并且信号幅度相等，因此两条线和地线之间的耦合电磁场具有相同的幅度，并且它们的信号极性相反，并且它们的电磁场将相互抵消。
因此，对外界的电磁干扰也很小。 3.准确的定时定位。
差分信号的接收端是两条线上的信号幅度之间的差经历正向和负向跃迁的点，该点用作判断逻辑0/1跃迁的点。然而，普通的单端信号使用阈值电压作为信号逻辑0/1的转换点，这受阈值电压与信号幅度电压之比的影响很大，因此不适用于低幅度信号。
缺点如果电路板的面积很紧，单端信号只能有一根信号线，并且接地线要接地，而差分信号必须采用长度相等，宽度相等，闭合的两条线接近度，并处于同一水平。当芯片的引脚间距太小以致只能通过一条走线时，通常会发生这种情况。
差分信号线必须位于PCB电路板上，并且差分线必须是长度相等，宽度相等，接近且水平相同的两根导线。 1.等长：等长意味着两条线的长度应尽可能长，以确保两个差分信号始终保持相反的极性。
减少共模分量。 2.相等的宽度和相等的距离：相等的宽度意味着两个信号走线的宽度必须保持相同，而相等的距离意味着两条电线之间的距离应保持恒定且平行。
3.差分线彼此靠近。它们越接近，环路面积越小，走线下感应电流的环路面积就越小，这也有利于EMI控制。
4.差分走线必须位于同一板层上，因为不同层之间的阻抗和过孔差异会降低差分模式传输的影响并引入共模噪声。提醒：在PCB接线规则中，“关键信号线优先级”原理，即关键信号的优先布线，例如电源，模拟信号，高速信号，时钟信号，差分信号和同步信号。
以上是对差分信号的分析，希望对您有所帮助。