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差分信号--2

chrent021  发表于 2008/8/28 16:13:49      689 查看 0 回复  [上一主题]  [下一主题]

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考虑差分对的走线。电流沿走线流动并且必须在一个环路内流动,通常从地返回。另外一根走线中的负信号也必须在一个环路内流动,通常也从地返回。这很容易明白如果我们暂时想象一个差分对中的一根走线上的电流保持不变。另一根走线中的信号必须从某个地方返回并且很清楚返回路径应该是单端信号的返回路径(地)。我们说差分对没有通过地的返回信号不是因为不能,而是因为返回信号的确存在并且大小相等且极性相反所以相互抵销了(和为零)。这一点非常重要。如果从一个信号(+i)返回的信号严格等于,且符号相反,另一个信号(-i),那么它们的和(+i-i)为零,没有电流从任何地方流过(特别是地)。现在假定信号并非严格相等且极性相反。设一个为+i1 另一个为-i2。这里i1 i2 的值近似但是不等。返回电流的和为(i1-i2)。因为不是零,这个增加的电流必须从某个地方返回,推测应该是地。

你说什么?那么让我们假定发送电路发送一对差分信号,严格相等且极性相反。再假定他们在路径的终点仍然如此。但是如果路径长度不等会如何呢?如果(差分对中的)一条路径比另外一条长,那么信号在传输到接收器的阶段就不再是严格相等且极性相反了。如果信号在它们从一个状态到另一个状态的转变过程中不再是严格相等且相反,没有电流流经地就不再是正确的了。如果有流经地的电流存在,那么电源完整性就一定成为一个问题,并且可能EMI也会成为一个问题。

设计规则1

我们处理差分信号的第一个规则是:走线必须等长。有人激烈地反对这条规则。通常他们的争论的基础包括了信号时序。他们详尽地指出许多差分电路可以容忍差分信号两个部分相当的时序偏差而仍然能够可靠地进行翻转。根据使用的不同的逻辑门系列,可以容忍500 mil 的走线长度偏差。并且这些人们能够将这些情况用器件规范和信号时序图非常详尽地描绘出来。问题是,他们没有抓住要点!差分走线必须等长的原因与信号时序几乎没有任何关系。与之相关的仅仅是假定差分信号是大小相等且极性相反的以及如果这个假设不成立将会发生什么。将会发生的是:不受控的地电流开始流动,最好情况是良性的,最坏情况将导致严重的共模EMI问题。

 

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