差分信号线的原理和优缺点分析

文章描述:-2022年3月29日发(作者:谭云龙)差分信号线的原理和优缺点分析 随着近几年对速率的要求快速提高,新的总线协议不断的提出更高的速率。传统的总线协议已经不能够满足要求了。串行总线由于更好的抗干扰性,和更少的信号线,更高的速率获得了众多设计者的青睐。而串行总线又尤以差分信号的方式为最多。所以在这篇中整理了些有关差分信号线的设计和大家探讨下。 1.差分信号线的原理和优缺点 差分信号(Differen

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差分信号线的原理和优缺点分析2022年3月29日发(作者:谭云龙)


差分信号线的原理和优缺点分析
随着近几年对速率的要求快速提高,新的总线协议不断的提出更高的速率。
传统的总线协议已经不能够满足要求了。串行总线由于更好的抗干扰性,和更少的信号线,
更高的速率获得了众多设计者的青睐。而串行总线又尤以差分信号的方式为最多。所以在
这篇中整理了些有关差分信号线的设计和大家探讨下。
1.差分信号线的原理和优缺点
差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信
号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证
其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。何为差分信号?通俗地说,
就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状
态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:

a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同
时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完
全抵消。
b. 能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可
以相互抵消,如图在A-A‘的电流是从右到左,那B-B‘的是从左到右,那么按右手螺旋
定则,那他们的磁力线是互相抵消的。耦合的越紧密,互相抵消的磁力线就越多。泄放到
外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号
依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也
更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low voltage differenTIal signaling)就是
指这种小振幅差分信号技术。
2.差分信号的一个实例:LVDS


差分信号线的原理和优缺点分析
随着近几年对速率的要求快速提高,新的总线协议不断的提出更高的速率。
传统的总线协议已经不能够满足要求了。串行总线由于更好的抗干扰性,和更少的信号线,
更高的速率获得了众多设计者的青睐。而串行总线又尤以差分信号的方式为最多。所以在
这篇中整理了些有关差分信号线的设计和大家探讨下。
1.差分信号线的原理和优缺点
差分信号(Differential Signal)在高速电路设计中的应用越来越广泛,电路中最关键的信
号往往都要采用差分结构设计,什么另它这么倍受青睐呢?在PCB设计中又如何能保证
其良好的性能呢?带着这两个问题,我们进行下一部分的讨论。何为差分信号?通俗地说,
就是驱动端发送两个等值、反相的信号,接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状
态“0”还是“1”。而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:

a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同
时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完
全抵消。
b. 能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可
以相互抵消,如图在A-A‘的电流是从右到左,那B-B‘的是从左到右,那么按右手螺旋
定则,那他们的磁力线是互相抵消的。耦合的越紧密,互相抵消的磁力线就越多。泄放到
外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号
依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也
更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low voltage differenTIal signaling)就是
指这种小振幅差分信号技术。
2.差分信号的一个实例:LVDS

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差分信号线的原理和优缺点分析

发布时间:2022-03-29 22:29:50
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