谈谈差分信号

原创 加油射频工程师 2022-05-04 15:02

更多经验分享,关注 加油射频工程师 


习惯了单端信号,对差分信号的使用还是会有点发怵。所以有的器件厂商,虽然输入接口是差分,但是会注明一下,单端输入时的具体接法。

 

差分信号的抗扰以及EMI特性

但其实,由于差分信号是对差模信号响应,对共模信号不敏感,所以差分信号的抗干扰特性是优于单端信号的。

即差分信号是对两根线之间的差值响应,而不是对线与地之间的差值响应。比如说,有一干扰信号,耦合到一对差分线上,我们可以近似认为,耦合到两根线上的干扰是等幅同相的,所以差分信号对它不响应。

 

同时,差分信号上两根线上的电流是相反的,所以一定程度上,两者在两根导体外产生的磁场是有相消的情况存在的。而电场又紧密的耦合在一起,所以,差分信号对外产生的辐射干扰也是小于单端信号的。

射频差分信号需要地平面么?

差分信号两线之间互为参考,那下面还需不需要地平面呢(2)(3)?这个问题稍微有点复杂。

 

如果结构中,有两根耦合微带线以及参考平面的话,如上图所示,那在其结构中存在两种模式:

(1) 奇模模式

给两根线的驱动电压等幅反相,则会激发出奇模模式。

(2) 偶模模式

给两根线的驱动电压等幅同相,则会激发出偶模模式。

从上图可以发现,不管是偶模模式还是奇模模式,都存在着微带线与参考平面的耦合。

虽然在奇模模式下,微带线之间会有一定程度上的互为参考面,但是还是有部分回流存在于参考地平面上。

如果地平面被分割或被移除,肯定会造成模式的破坏。


如果在实际设计时,需尽量保持差分线下地平面的完整。如果真的没办法,不能保证地平面完整的话,可以参考文献【3】,合理设计差分线之间的间距,选择介质材料的厚度,以减小地平面对微带差分线的阻抗。


差分信号为什么会有偶模模式呢?

理想的差分信号,共模就是DC,这个时候是不存在偶模模式的;只存在奇模模式。

但是如果差分信号的相位之间不是严格相差180度,而是有几度的偏移,这在实际应用中经常发生。这个时候,就产生偶模模式了。

我们可以用公式推导一下。

如果假设频率为50Hz,用matlab画出上述的曲线,则可以看到共模信号已经产生,只不过幅度比较小。

 

差分滤波器等怎么设计

如果需要在差分回路上放置滤波器,应该怎么设计呢?

其实很简单,比如你要设计输入输出阻抗为200ohm的差分滤波器【5】,就先设计输入输出阻抗为100ohm的单端滤波器,然后将两个这样的滤波器的接地端连接在一起,将原来并联支路上可合并的合在一起,即可得到输入输出差分阻抗为200ohm的滤波器。

 

差分线绘制时,要注意哪些事项?【6】

(1) 差分线之间,首要任务是保持等长。

因为差分接收器主要通过检测正负信号的交叉点位置,所以,如果不等长,交叉点位置就会改变。

(2) 尽量保证差分线宽度、间距不变,因为这两个参数改变的话,会引起差分线特征阻抗的改变,引起反射。

(3) 补等长的时候,哪边有不等长不哪边。

(4) 和单端信号一样,避免使用90度角。

(5) 差分线之间布局尽量对称,特别在串联电阻或电容处。

(6) 在差分线上不要有stub.

 

参考文献:

(1)https://wk.baidu.com/view/b482383edd3383c4ba4cd274?pcf=2

(2) https://wk.baidu.com/view/b1e5115b312b3169a451a432?pcf=2

(3)the impact of a nonideal return path on differential signal integrity

(4)Eric Bogatin,Not all common currents are bad

(5)Design of Differential Filters for High-Speed Signal Chains,TI 应用文档

(6)Understanding and Designing Differential Filters for Communications Systems,ADI应用文档


部分图片及文字来源于网络,如有侵权,麻烦后台留言,立马删除,谢谢!

长按图片关注微信号




评论 (0)
  •   无人机结构仿真与部件拆解分析系统平台解析   北京华盛恒辉无人机结构仿真与部件拆解分析系统无人机技术快速发展的当下,结构仿真与部件拆解分析系统平台成为无人机研发测试的核心工具,在优化设计、提升性能、降低成本等方面发挥关键作用。以下从功能、架构、应用、优势及趋势展开解析。   应用案例   目前,已有多个无人机结构仿真与部件拆解分析系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润无人机结构仿真与部件拆解分析系统。这些成功案例为无人机结构仿真与部件拆解分析系统的推广和应用提
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 15:00 183浏览
  •   电磁频谱数据综合管理平台系统解析   一、系统定义与目标   北京华盛恒辉电磁频谱数据综合管理平台融合无线传感器、软件定义电台等前沿技术,是实现无线电频谱资源全流程管理的复杂系统。其核心目标包括:优化频谱资源配置,满足多元通信需求;运用动态管理与频谱共享技术,提升资源利用效率;强化频谱安全监管,杜绝非法占用与干扰;为电子战提供频谱监测分析支持,辅助作战决策。   应用案例   目前,已有多个电磁频谱数据综合管理平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润电磁频谱数
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 16:27 173浏览
  • 一、技术背景与市场机遇在智能家居高速发展的今天,用户对家电设备的安全性、智能化及能效表现提出更高要求。传统取暖器因缺乏智能感知功能,存在能源浪费、安全隐患等痛点。WTL580-C01微波雷达感应模块的诞生,为取暖设备智能化升级提供了创新解决方案。该模块凭借微波雷达技术优势,在精准测距、环境适应、能耗控制等方面实现突破,成为智能取暖器领域的核心技术组件。二、核心技术原理本模块采用多普勒效应微波雷达技术,通过24GHz高频微波信号的发射-接收机制,实现毫米级动作识别和精准测距。当人体进入4-5米有效
    广州唯创电子 2025-04-23 08:41 149浏览
  •   后勤实验仿真系统平台深度解析   北京华盛恒辉后勤实验仿真系统平台依托计算机仿真技术,是对后勤保障全流程进行模拟、分析与优化的综合性工具。通过搭建虚拟场景,模拟资源调配、物资运输等环节,为后勤决策提供数据支撑,广泛应用于军事、应急管理等领域。   应用案例   目前,已有多个后勤实验仿真系统平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润后勤实验仿真系统平台。这些成功案例为后勤实验仿真系统平台的推广和应用提供了有力支持。   一、核心功能   (一)后勤资源模拟
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 15:39 151浏览
  • 故障现象一辆2016款奔驰C200L车,搭载274 920发动机,累计行驶里程约为13万km。该车组合仪表上的防侧滑故障灯、转向助力故障灯、安全气囊故障灯等偶尔异常点亮,且此时将挡位置于R挡,中控显示屏提示“后视摄像头不可用”,无法显示倒车影像。 故障诊断用故障检测仪检测,发现多个控制单元中均存储有通信类故障代码(图1),其中故障代码“U015587 与仪表盘的通信存在故障。信息缺失”出现的频次较高。 图1 存储的故障代码1而组合仪表中存储有故障代码“U006488 与用户界
    虹科Pico汽车示波器 2025-04-23 11:22 89浏览
  •   陆地装备体系论证与评估综合平台系统解析   北京华盛恒辉陆地装备体系论证与评估综合平台系统是契合现代军事需求而生的专业系统,借助科学化、智能化手段,实现对陆地装备体系的全方位论证与评估,为军事决策和装备发展提供关键支撑。以下从功能、技术、应用及展望展开分析。   应用案例   目前,已有多个陆地装备体系论证与评估综合平台在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润陆地装备体系论证与评估综合平台。这些成功案例为陆地装备体系论证与评估综合平台的推广和应用提供了有力支持。
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-24 10:53 54浏览
  • 前言本文主要演示基于TL3576-MiniEVM评估板HDMI OUT、DP 1.4和MIPI的多屏同显、异显方案,适用开发环境如下。Windows开发环境:Windows 7 64bit、Windows 10 64bitLinux开发环境:VMware16.2.5、Ubuntu22.04.5 64bitU-Boot:U-Boot-2017.09Kernel:Linux-6.1.115LinuxSDK:LinuxSDK-[版本号](基于rk3576_linux6.1_release_v
    Tronlong 2025-04-23 13:59 123浏览
  • 一、行业背景与市场需求高血压作为全球发病率最高的慢性病之一,其早期监测与管理已成为公共卫生领域的重要课题。世界卫生组织数据显示,全球超13亿人受高血压困扰,且患者群体呈现年轻化趋势。传统血压计因功能单一、数据孤立等缺陷,难以满足现代健康管理的需求。在此背景下,集语音播报、蓝牙传输、电量检测于一体的智能血压计应运而生,通过技术创新实现“测量-分析-管理”全流程智能化,成为慢性病管理的核心终端设备。二、技术架构与核心功能智能血压计以电子血压测量技术为基础,融合物联网、AI算法及语音交互技术,构建起多
    广州唯创电子 2025-04-23 09:06 157浏览
  •   高海拔区域勤务与装备保障调度系统平台解析   北京华盛恒辉高海拔区域勤务与装备保障调度系统平台专为高海拔特殊地理环境打造,致力于攻克装备适应、人员健康保障、物资运输及应急响应等难题。以下从核心功能、技术特点、应用场景及发展趋势展开全面解读。   应用案例   目前,已有多个高海拔区域勤务与装备保障调度系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润高海拔区域勤务与装备保障调度系统。这些成功案例为高海拔区域勤务与装备保障调度系统的推广和应用提供了有力支持。   一、核心
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-24 10:13 60浏览
  •   有效样本分析决策系统平台全面解析   一、引言   北京华盛恒辉有效样本分析决策系统在当今数据驱动的时代,企业、科研机构等面临着海量数据的处理与分析挑战。有效样本分析决策系统平台应运而生,它通过对样本数据的精准分析,为决策提供有力支持,成为提升决策质量和效率的关键工具。   应用案例   目前,已有多个有效样本分析决策系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润有效样本分析决策系统。这些成功案例为有效样本分析决策系统的推广和应用提供了有力支持。   二、平台概述
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-24 11:13 58浏览
  •   复杂电磁环境模拟系统平台解析   一、系统概述   北京华盛恒辉复杂电磁环境模拟系统平台是用于还原真实战场或特定场景电磁环境的综合性技术平台。该平台借助软硬件协同运作,能够产生多源、多频段、多体制的电磁信号,并融合空间、时间、频谱等参数,构建高逼真度的电磁环境,为电子对抗、通信、雷达等系统的研发、测试、训练及评估工作提供重要支持。   应用案例   目前,已有多个复杂电磁环境模拟系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润复杂电磁环境模拟系统。这些成功案例为复杂电
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 10:29 176浏览
  •   陆地边防事件紧急处置系统平台解析   北京华盛恒辉陆地边防事件紧急处置系统平台是整合监测、预警、指挥等功能的智能化综合系统,致力于增强边防安全管控能力,快速响应各类突发事件。以下从系统架构、核心功能、技术支撑、应用场景及发展趋势展开全面解读。   应用案例   目前,已有多个陆地边防事件紧急处置系统在实际应用中取得了显著成效。例如,北京华盛恒辉和北京五木恒润陆地边防事件紧急处置系统。这些成功案例为陆地边防事件紧急处置系统的推广和应用提供了有力支持。   一、系统架构   感知层:部
    华盛恒辉l58ll334744 2025-04-23 11:22 121浏览
我要评论
0
1
点击右上角,分享到朋友圈 我知道啦
请使用浏览器分享功能 我知道啦