差分对路由的最佳设计技巧

我喜欢参加体育赛事。空气中充满了兴奋，出于相同的原因，与成千上万的其他人在同一个地方是一件特别的事情。我唯一不喜欢参加游戏的是过多的噪音或其他对话的干扰。尽管这种干扰仅仅是体育赛事的令人不快的副作用，但对于PCB而言，不仅仅是干扰。电磁干扰（EMI）会严重影响信号完整性在你的板上；但是，有些路由选项可以帮助最大程度地减少这种影响。使用差分对布线可以帮助保护板上的敏感信号，因为它们几乎不受共模噪声的影响，并减少了流经接地层的电流。但是，差分对具有各自的缺点，因此您必须管理走线宽度，铜线重量，阻抗和电流 以避免在PCB上散布EMI并导致线对本身发生时序不匹配。

差分对的优缺点

如果差分对很难布线，那么为什么要花时间和精力来使用它们呢？答案是，差分对具有自然的抗共模噪声特性，几乎没有通过接地层的回波，最大程度地降低了信号损耗，并提高了信噪比（SNR）。它们也被紧密地连接在一起，这意味着外部噪声会使成对信号偏移大约相同的量，从而增加了它们的噪声抑制能力。此外，由于电流是通过其中一条走线返回的，因此实际上很少有电流通过接地层流到系统中的其他地方。这意味着，如果正确布线，差分对可以跨越模拟/数字平面和电源边界，而不会引起太多的EMI。

在不利的一面，差分对显然占据更多空间，并且需要仔细的布线和阻抗匹配。如果差分对的布线不正确，它们可能会向您的其他电路中注入大量噪声，从而可能引起比他们难以解决的麻烦。

 

热门路由提示

您需要遵循以下三个主要的差分对布线规则或技巧，以保持信号完整性并防止差分对在PCB信号中产生噪声。要记住的最重要的一点是，在坚持CM的同时，尽量保持走线的长度布局公差 并确保在整个走线长度上阻抗匹配。

提示1：匹配迹线长度

差分对的主要优点是正信号和负信号如何同时到达它们的目的地。当然，这仅在携带信号的迹线具有相同长度的情况下适用。不同的通信协议有其自身的偏斜要求，并带有长度公差。但是，即使您处于误差范围之内，也最好追求完美。当差分对走线的长度不同时，实际上会在接地层中感应出微小电流，这使它们的主要优势之一消失了。如果要路由高速信号，则可能会带来实际问题，并可能导致严重的EMI。可以通过充分利用曲折，添加迹线段以恢复长度匹配来避免这种情况。

提示2：减少走线之间的分隔距离

使差分对走线保持靠近不仅可以节省空间，还可以减少将来发生故障的可能性。即使您完全匹配了迹线的长度，它们仍将在其下面的平面上直接感应出电流。从理论上讲，这些电流应相等且相反，但它们的流量仍将构成一个电流环路，与引起EMI的环路相同。在低速应用中，此噪声可能很小，但如果传输高速信号，则噪声会增大。保持一对靠近在一起将减小环路面积，从而将EMI降至最低。

提示3：保持匹配的阻抗

当差分对靠近布线时，它们将相互感应产生电流。如果两对线之间的距离相等，并且行程尽可能长，则这种相互感应的串扰将大部分被拒绝。当走线之间的距离改变时，差分阻抗也会改变，从而导致失配。由于各种其他原因，包括通孔的层变化，也会导致阻抗差异。可能不必精确计算每条走线的阻抗。但是，为了降低差分对的感应EMI，您应尽可能使它们的阻抗匹配。

 

差分对路由可能会很痛苦，但是如果正确完成，它可以带给您与团队带来胜利一样的胜利快感。通过遵循上述三个设计技巧，可以最大程度地降低噪声对信号的负面影响。