一、差分线的优势
差分线抗干扰能力强,信噪比高,辐射小,带宽容量大等众多优点,所以在目前的高速电路设计中,都选取差分线作为通信方式。差分线使用两根走线传输一路信号,两根线上携带的信息是相同的,但是信号的相位差是180度,这样两个线产生的场正好相互抵消,减少了辐射的产生。同时由于最终信号取两信号之差,所以当受到共模信号干扰时,两根所产生的噪声就相同,在接收端做差值时正好被抵消。差分线对噪声天生的抑制能力有效的提高通道的信噪比,大大的改善了通道的信息容量,因此差分线在高速通信领域得到广泛应用。
特点一,信号相位差180度,两信号线产生的场强相互抵消。
特点二,由于最终信号是取两信号间的差值,两根信号线同时受干扰时,差值不变。
二、差分对的走线要求
差分线跟单线传输相比,之所以具有众多优势,是因为其采用了差动传输的方式,即两根线要保持180度的相位差,即我们平时说的要保持两根线电流大小相等、方向相反。任何原因造成的相位试配,都会影响差分线的性能。因此在layout设计是差分线要等长、等阻抗。
三、案例分享
某款TVBOX在做U盘数据读写模式下辐射测试情况如下图(水平方向)
对数据进行分析,样机在测试U盘数据读写模式下整体辐射情况良好,唯独960MHZ超标2db,再细看240MHZ和480MHZ处都存在窄带噪声,此三频点均为USB2.0数据传输常见特征频点,且其它模式下机器均能通过测试。看看其USB2.0走线如下图:
两对USB差分对走线较长,且每根数据线均打3个过孔。
差分走线测试点没有严格按等长走线,且测试点引线较长。
四、走线优化方案如下:
1、减少差分对走线过孔,如果允许尽量不打过孔走线。过孔产生的寄生参数会影响两条差分线的阻抗匹配,引起差分对间的相位偏移。
2、取消差分信号测试点,使差分对走线严格按照等长规则布线。