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PCB差分線,最(zuì)重要是整整齊齊

發布時間:2025-09-09 17:29:50

差(chà)分走線對稱性的影響

高速先生(shēng)成員--薑傑

其實,這次想聊的是差分信號(hào)通道的對稱性。

起因是高速先生前不久一篇關於AC電容的文章《為了節省AC電容打孔空間,你有沒(méi)動過(guò)這(zhè)個念頭?》,當時從阻抗連續性(xìng)的角(jiǎo)度進行分析, 對於100歐(ōu)的差分信號,via-in打孔方式的阻(zǔ)抗比(bǐ)via-out低了不少,阻抗波動較大。

 

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結(jié)果,細(xì)心的網友又問了:如果信號差分阻抗是控85歐,via-in方(fāng)式的阻抗豈(qǐ)不更連續? 

 

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確實是個好問題,想(xiǎng)要解答卻不容易,需要再換(huàn)個角度分析。

在此之前,先要(yào)了解差分信號(hào)的構成。差分信號通道傳輸的信號,可以分解為(wéi)差分信號(Differential)分量和共模信號(Common)分量,差分(fèn)信(xìn)號分量攜帶有用信息,共模信號分量不攜帶信息。

 

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理想情況下的共模(mó)信號恒定不(bú)變,此時不會(huì)產生不良影響。實際情況卻是,差分信(xìn)號通道上的(de)任何不對稱因素,都會導致共模信號的變化,可以理解(jiě)為,通道的不對(duì)稱性,導致一部分本(běn)應屬於(yú)差分信號(hào)的能量轉化成了共(gòng)模信號。

至於共模信號分(fèn)量變化的危害性,如果你知道它的另外一個名字——共模噪(zào)聲,相信立馬就會來了精神,而共模噪聲會帶來電磁幹擾的風險。

簡而(ér)言之,差分(fèn)信號通(tōng)道的不對稱,導致部分有用的信號能量變成了噪聲。

 

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為了對差分信號(hào)的模(mó)態(tài)轉換(huàn)進行量化(huà)分析,必須(xū)搬出S參數。

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其中,SCD表示(shì)差分信號輸入,共模信號輸出,用於衡量差分分量向共模分量(liàng)的轉換。

具體(tǐ)到AC電容的(de)兩種打孔方式。當差分走線特征阻抗為100歐時,兩種情況的模態轉換參數SCD21對比如下:via-in整(zhěng)體高於via-out,說明在關注頻段內,via-in方式的差分信號轉換為共模噪聲的能量(liàng)更多。

 

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接下來,大(dà)家關心的85歐阻抗SCD21對比圖來了:

 

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顯(xiǎn)而易見(jiàn),即便差分走線阻抗(kàng)控85歐,via-in的SCD21仍然整體高於via-out近10dB,和100歐差分阻抗的情(qíng)況類似。

回到文章開頭,為什麽說差分(fèn)通道的對稱性很(hěn)重要?為了(le)避免(miǎn)細心的網友繼續追問,高(gāo)速先生再做個對比,相信大家就(jiù)明白了。

via-out的對稱性隻是比via-in更好,但也不是沒有改進空間,起碼過(guò)孔扇出可以避免45°角出線,與信號流向調整至同一直線上,從而使差分信號的N、P實現完全對稱(下文簡稱:via對稱):

 

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85歐差分阻抗三種情(qíng)況的(de)SCD21參數對比如下:

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和預期的一樣,對稱性最好的“via對稱(chēng)”,SCD21也最小。

 

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