PCB差分線,最重要是整整齊齊
發布時間:2025-09-09 17:29:50
高速先生成員--薑傑
其實,這(zhè)次想聊的(de)是差(chà)分信號通道的對稱性。
起因是高速先生前不久(jiǔ)一篇關於AC電容的文章《為了節省AC電容打孔空間,你有沒動(dòng)過這(zhè)個念頭?》,當時從阻抗連續性的(de)角(jiǎo)度(dù)進行分析(xī), 對於100歐的(de)差分信(xìn)號,via-in打孔(kǒng)方式(shì)的阻抗比via-out低了不少,阻抗(kàng)波動較大。
結果,細心(xīn)的網友又問了:如果信號(hào)差(chà)分阻抗是控85歐,via-in方(fāng)式的(de)阻抗豈不更連續?

確實是個好問(wèn)題,想要解答卻不容易,需要再換(huàn)個角度(dù)分析。
在(zài)此之前,先要了解差分信號的構成。差分信號通道傳輸的信號,可以分解(jiě)為差分信號(Differential)分量和共模信號(Common)分量,差分信號分量攜帶有用信息,共模信號分量不攜帶信(xìn)息。

理(lǐ)想情況下的共模信(xìn)號恒定不變,此時不會產生不良影響。實際情況卻(què)是,差分信號通道上的任何不對稱因素,都會導致共模信號的變(biàn)化,可以理解(jiě)為,通道的(de)不對稱性(xìng),導致一部分本應屬於差分信號的能量轉化(huà)成了共模(mó)信號。
至於共模信號分量變化的危害性,如果你知道它的另外一(yī)個名字——共模噪聲,相信立馬就會來了精神,而共模(mó)噪聲會帶(dài)來電磁幹(gàn)擾的風險。
簡而言之,差分信號通道的不對稱,導(dǎo)致部分有用的信號能量變成了噪聲。
為了對差分信號的模態轉換(huàn)進行量(liàng)化分析,必須搬出S參數。
其中,SCD表示差(chà)分(fèn)信號輸入,共模信號輸出,用於衡量差分分量向共模分量的轉換。
具體到(dào)AC電容的兩種打孔方式。當差分走線特征阻抗(kàng)為100歐時,兩種情況的模態轉換參數SCD21對比如下:via-in整體高於via-out,說(shuō)明在(zài)關注頻段內,via-in方式的差分信號轉換為共模噪聲的能量更多。
接下來,大家關心的85歐(ōu)阻抗SCD21對比圖(tú)來(lái)了:

顯而易見,即便差(chà)分走線(xiàn)阻抗控85歐,via-in的SCD21仍然整體高於via-out近10dB,和100歐差分阻抗的情況類似(sì)。
回到文章開頭,為什麽說差分(fèn)通道的對稱(chēng)性很重要?為(wéi)了避免細心的網友繼續追問,高速(sù)先生再做個對(duì)比,相信大家就明白(bái)了。
via-out的對稱性隻是比via-in更好,但也不是沒有改進空間,起碼過孔扇出可以避免45°角出線,與信號流向調整至同一(yī)直(zhí)線上,從而使差分信(xìn)號的N、P實現完全對稱(下文簡(jiǎn)稱:via對稱):
85歐差分阻抗三種情況的(de)SCD21參數對比如(rú)下:
和預期的一樣,對(duì)稱性最好的“via對稱”,SCD21也最小。
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