差分线是指一对相同但相反的信号线,它们的电压之间始终保持一定的差异,用以传输高速信号。这对信号线的距离被严格控制在一定范围内,以确保它们之间的传输差分信号。
差分线的两条信号线称为正线(称为P线,一般用实心线标注)和反线(称为N线,一般用虚线和反色实心线标注),它们对地的电位是相同的。
差分信号是一种在两个导体之间传递信息的方式。由于差分线的两个信号是相对的,因此它们可以抵消电磁干扰带来的共模噪声,降低信号噪声和交叉干扰的影响,提高信号的传输质量和可靠性。
差分线应用广泛,可以用于高速信号传输,例如USB、网线、HDMI等,都采用了差分设计。
差分线布线非常重要,要求严格。差分线的实现需要考虑差分阻抗匹配、差分线对、差分信号的传输速度和传输距离等问题。
首先,两条差分线的长度、宽度和相互距离需要严格控制,以达到所需的差分阻抗匹配。其次,两条线的相互距离还要控制在一定范围内,以提高线对的抗干扰性。此外,线对的布局也非常重要,如布局应尽量呈现等间距、平面等特性,并且请务必避免取消差分对的作用。
差分线的参数主要包括:阻抗(Zd、Zs)、常模抑制比(CMRR)和传输延迟(Td、Ts)等。
一般来讲,设计差分线的参数需要考虑信号的传输速度、信号的频率范围、信号传输距离等方面。在设计阶段,可以借助仿真工具,如ADS、Hyperlynx等,通过仿真得到差分线的电性能参数,根据设计要求进行优化。在PCB布局完成后,还需要进行差分信号测试,以验证设计和布局的正确性。