解析高速PCB設(shè)計中的布線策略

差分線對的工作原理是使接收到的信號等于兩個互補并且彼此互為參考的信號之間的差值，因此可以極大地降低信號的電氣噪聲效應(yīng)。而單端信號的工作原理是接收信號等于信號與電源或地之間的差值，因此信號或電源系統(tǒng)上的噪聲不能被有效抵消。這就是差分信號對高速信號如此有效的原因，也是它用于快速串行總線和雙倍數(shù)據(jù)率存儲器的原因。

在差分線對中，正負(fù)兩邊都必須始終在相同的環(huán)境下沿著傳輸路徑傳送。正負(fù)兩邊必須緊靠在一起，以使正負(fù)信號經(jīng)由這些信號上相應(yīng)點的電磁場而彼此耦合。差分線對是對稱的，因此它們的環(huán)境也必須對稱。當(dāng)然，完美的對稱是不可能實現(xiàn)的，因為至少存在著尺寸公差。但設(shè)計師如果遵循一些基本規(guī)則還是可以獲得接近理想的最佳差分信號結(jié)果。

建議

確保信號同一時間出現(xiàn)在每條線路的同一點上。要使走線的各段等長，如圖中相同的字母表示的那樣。如果差分線對帶有串聯(lián)端接電阻或共模濾波器，那么這些器件到差分驅(qū)動器正負(fù)兩端引腳的連接距離應(yīng)該是相等的。

最好按點到點布線，在任何情況下都要讓分支線或支路（圖中的C）保持在0.6Tr英寸以內(nèi)，這里Tr指驅(qū)動器輸出上升時間。圖中的A和E要盡可能使用相同的長度限制規(guī)則。

采用現(xiàn)場解決工具（field solver）設(shè)計走線間隔，這樣可以方便地獲得偶模和奇模阻抗值。50歐姆的電路板并不意味著偶模、奇?；虿罘痔卣髯杩挂彩?0歐姆。

如果為了終止某個差分信號而將它端接到地或參考電壓，就應(yīng)考慮應(yīng)害噪聲著雜環(huán)境的影響被奇模阻抗。

還應(yīng)考慮端接偶?；蚬材＃ㄅ寄Ｖ档囊话耄┮越K止有害噪聲。

如果在兩條線間端接，應(yīng)考慮差模阻抗（奇模阻抗的兩倍）。

記住，只有在差分線對緊密耦合時，來自同一個源的輻射噪聲才能被有效抑制，因為只有當(dāng)走線彼此靠得非常近時，周圍的電磁場才可能接近相同。

延長走線長度以便補償互補輸出信號之間的任何偏移都要在靠近驅(qū)動器處進(jìn)行。

盡可能只以差分方式延長走線長度，記住左右彎曲的數(shù)量和風(fēng)格應(yīng)該保持平衡。

圖：在差分線對中，正負(fù)兩邊都必須始終在相同的環(huán)境下沿著傳輸路徑傳送。

避免

用單端特征阻抗代替奇模和偶模阻抗作為終端阻抗：緊密耦合的差分線對是專門針對互補信號設(shè)計的。

只是保證走線總長度相等，而不是確保走線的每一段都相等。

差分線對的布線跨越電源或地平面的間隙。

在使用自動布線工具時忘記定義差分線對，這樣只能得到單端布線。

讓測試工程師在差分線對每一邊的不同位置增加測試焊盤。測試焊盤相當(dāng)于高阻抗器件的輸入，因此很容易使差分線對失去平衡。

其它信號的布線過于平行地接近差分線對，或正好在下面或上面的另一層上，它們產(chǎn)生的串?dāng)_可能讓差分信號失去平衡。

在不相關(guān)的電源或地平面（例如單獨的模擬電源平面）的上面或下面布線差分線對。

忘了考慮板外連接去向。在利用仿真檢查目標(biāo)電路時，系統(tǒng)中其它板上的連接器、電纜和差分拓?fù)涠紤?yīng)被建模。

被探針或測試設(shè)備的寄生電感和電容所蒙蔽。如果在差分線對的一邊放置一個探針，很可能會致使差分線對失去平衡，這時的測量很容易被誤導(dǎo)，設(shè)備也很可能在這種測試情況下出現(xiàn)假故障。