1.差分对是指存在耦合的一对传输线。 差分信令由两个输出驱动器驱动,测量的信号是两条线之间的差异。与单端信令相比,差分信令具有许多优点: (1)双驱动产生di/dt与单端驱动器相比,地弹、轨道坍塌和潜在的减少EMI。 (2)接收器中的差分放大器比单端放大器增益更高; (3)差分信号在一对紧耦合差分对中传播,串扰小,公共返回路径中突变的稳定性也较好。 (4)差分信号通过连接器或包装时,不易受到地弹和开关噪声的干扰。 (5)使用价格低廉的双绞线传输远距离差分信号。 缺点: (1)会产生潜在的电磁干扰、共触分量等。 (2)与单端传输信号相比,传输线差分信号需要两倍数量的信号; (3)了解许多新的原则和重要的设计原则。
2.当两路驱动器驱动一个差分对时,除了各自的单端信号,这两路信号之间还存在一个电压差,这样的信号称为差分信号。 Vdiff=V1-V2
3.共摸信号定义:你在两条信号线上给出的平均电压表示: 4.这些差分信号和共触信号的定义适用于所有信号。任何添加到一对传输线上的信号都可以用差分和共触分量来描述,这种描述方法是完整和唯一的。给出差分信号和共触信号分量,每个信号和返回路径之间的单端信号电压可以表示为: 5.在理想情况下,共模信号通常被认为是恒定的直流。共触信号通常不携带信息,因此不会影响信号的完整性和系统性能。 但在实际的电路互连物理过程中,分量的变化可能会导致以下两个非常重要的问题: (1)如果共触信号电压过高,差分接收器的输入放大器将饱和,因此不能准确读取差分信号。 (2)如果同轴电缆中有变化的共触信号,潜在会导致过量EMI。
6.差异和共触总是指信号的特征,而不是指令传输线差异对的性质。
7.只需要两条传输线就可以形成差异。每条线都可以是简单的单端传输线。这两条线结合在一起,称为差异对。常见的差异是外观截面:
(1)最重要的是,它的横截面积是恒定的,使差分信号具有恒定的阻抗; (2)差异对于第二个重要性质,每条线的延迟是相同的,从而保证了差异信号边缘的陡峭; (3)两条传输线应完全相同,线宽与两条线之间的介质间距应完全相同; (4)传输线的长度必须完全相同,以确保传输线的延迟相同。 (5)差分对的两条传输线之间不一定有耦合,但没有耦合会降低差分对的抗噪能力。
8.差分信号感受到的阻抗,即差分阻抗,是差分信号的电压与电流之比。差分对最重要的电特性是差分信号的阻抗,称为差分阻抗。
9.流经信号线和返回路径之间的电流是 差分阻抗是单端信号特性阻抗的两倍,因为两条信号线之间的电压是每条信号线本身电压的两倍,而流经差分信号线的电流与流经单端信号线的电流相同。如果单端信号的特性阻抗是50Ω,差分阻抗是2*100Ω。
10.振铃的原因是差分信号在低阻抗驱动器和高阻抗线端之间反弹多次。消除反射的一种方法是在两条信号线的末端连接一个端接电阻,以匹配差分阻抗。该电阻的电阻值必须为:Rterm=Zdiff=2*Z0.
两条信号线之间的等效阻抗(差异阻抗)是串联阻抗,即Zdiff=Z0 Z0=2*Z0(不考虑耦合)。