你的位置:首頁 > EMC安規(guī) > 正文
差分對PCB良好設(shè)計(jì)的關(guān)鍵,你需要了解的東西
發(fā)布時(shí)間:2015-09-11 責(zé)任編輯:sherry
【導(dǎo)讀】一個(gè)良好設(shè)計(jì)差分對是成功進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。根據(jù)應(yīng)用的不同,差分對可以是一對印刷電路板 (PCB) 走線,一對雙絞線或一對共用絕緣和屏蔽的并行線。在這一系列中,我將討論差分對的特點(diǎn),以及針對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)問題和解決方案。
對于速度的渴求始終在增長,傳輸速率每隔幾年就會(huì)加倍。這一趨勢在諸如計(jì)算、SAS和SATA存儲(chǔ)方面的PCIe以及云計(jì)算中的千兆以太網(wǎng)等很多現(xiàn)代通信系統(tǒng)中很普遍。信息革命對通過傳輸介質(zhì)傳送數(shù)據(jù)提出了巨大挑戰(zhàn)。目前的傳輸介質(zhì)仍然依賴于銅線,數(shù)據(jù)鏈路中的信號速率可以達(dá)到大于25Gbps,并且端口吞吐量可以大于100Gbps。
這些串行數(shù)據(jù)傳輸設(shè)計(jì)使用差分信號的方式,通過被稱為差分對的一對銅線來傳送數(shù)據(jù)。A線路和B線路內(nèi)的信號是等振幅、反相位高速脈沖。差分信號在很多電路上有使用,比如LVDS,CML和PECL等等。
傳送一個(gè)理想的串行比特流
串行比特流是通過一個(gè)差分對傳播的差分信號。如圖1所示,差分信號的預(yù)計(jì)到達(dá)時(shí)間是一樣的,這樣的話,它們在接收端上保持差分信號的屬性(等振幅、反相位)。一個(gè)接收器被用來恢復(fù)信號,然后正確地采樣和恢復(fù)數(shù)據(jù),從而實(shí)現(xiàn)無誤差數(shù)據(jù)傳輸。
圖1:理想差分對的電氣屬性
對于差分對的要求
一個(gè)良好設(shè)計(jì)差分對是成功進(jìn)行高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)年P(guān)鍵因素。根據(jù)應(yīng)用的不同,差分對可以是一對印刷電路板 (PCB) 走線,一對雙絞線或一對共用絕緣和屏蔽的并行線(通常稱為Twin-axial電纜)。在這一系列中,我將討論差分對的特點(diǎn),以及針對高速數(shù)據(jù)傳輸?shù)脑O(shè)計(jì)問題和解決方案。
在這一系列的第一部分中,讓我們研究一下差分對的主要要求:
A線路和B線路都需要保持相當(dāng)恒定和相等的特性阻抗,通常稱為奇模阻抗,此時(shí)兩條線路均差分激勵(lì)。
差分信號應(yīng)該在到達(dá)目的端時(shí)保持差分信號的屬性:幾乎相等的振幅和相反的相位。
每條線路的插入損耗應(yīng)該大致相等。
每條線路的傳播延遲應(yīng)該大致相等。
總之,我們應(yīng)該尋求相等并且相當(dāng)恒定的奇模阻抗,從而最大限度地減少從源端到目的端整條差分對長度上的阻抗波動(dòng)。我們也應(yīng)當(dāng)使A線路與B線路之間的延遲匹配和插入損耗匹配。此外,我們需要確保插入損耗不會(huì)太多,這樣的話,接收器能夠正確地恢復(fù)數(shù)據(jù)。
為了滿足上述要求,A線路和B線路應(yīng)該在它們的物理布局布線中保持高對稱。發(fā)射器和接收器也應(yīng)該在它們的A和B線路電路中保持高對稱,這樣的話,它們在A線路和B線路上的電氣負(fù)載相等。
設(shè)計(jì)差分對,以最大限度地減少失真
在理想情況下,差分對是完全對稱的,此時(shí)具有無限帶寬并且鄰近信號之間完全隔離。在現(xiàn)實(shí)情況下,差分信號通過集成電路 (IC) 封裝、外部器件、不同的PCB結(jié)構(gòu)、連接器和電纜連接子系統(tǒng)進(jìn)行傳播。實(shí)現(xiàn)完全對稱的差分對是件不太容易的事情。在以后的博文中,我將討論差分對設(shè)計(jì)的方案,以及最大限度減少發(fā)射信號失真的技術(shù)。
德州儀器 (TI) 擁有完整的高速信號調(diào)理IC產(chǎn)品線,諸如重定時(shí)器(Retimer)和驅(qū)動(dòng)器(Redriver)。它們在解決所有類型實(shí)際差分對設(shè)計(jì)時(shí)碰到的不理想情況,和高插入損耗情況大有幫助,從而在現(xiàn)代系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了可靠數(shù)據(jù)通信并延長了傳輸距離。
特別推薦
- 兆易創(chuàng)新GD32F30x STL軟件測試庫獲得德國萊茵TüV IEC 61508功能安全認(rèn)證
- 芯科科技第三代無線開發(fā)平臺引領(lǐng)物聯(lián)網(wǎng)發(fā)展
- MSO 4B 示波器為工程師帶來更多臺式功率分析工具
- 艾為電子推出新一代高線性度GNSS低噪聲放大器——AW15745DNR
- 瑞薩發(fā)布四通道主站IC和傳感器信號調(diào)節(jié)器, 以推動(dòng)不斷增長的IO-Link市場
- e絡(luò)盟現(xiàn)貨供應(yīng) Abracon 新推出的 AOTA 系列微型鑄型電感器
- 加賀富儀艾電子推出支持Wi-Fi 6和藍(lán)牙的無線局域網(wǎng)/藍(lán)牙組合模塊
技術(shù)文章更多>>
- 【“源”察秋毫系列】 Keithley在碳納米管森林涂層纖維復(fù)合材料的應(yīng)用
- 數(shù)字驅(qū)動(dòng)工業(yè),智能賦能制造 AMTS & AHTE SOUTH CHINA 2024同期會(huì)議全公開!
- 團(tuán)體觀展招募!104CEF開啟組團(tuán)觀眾通道,解鎖更多禮遇
- 觸摸式OLED顯示屏有望重新定義汽車用戶界面
- 用Python自動(dòng)化雙脈沖測試
技術(shù)白皮書下載更多>>
- 車規(guī)與基于V2X的車輛協(xié)同主動(dòng)避撞技術(shù)展望
- 數(shù)字隔離助力新能源汽車安全隔離的新挑戰(zhàn)
- 汽車模塊拋負(fù)載的解決方案
- 車用連接器的安全創(chuàng)新應(yīng)用
- Melexis Actuators Business Unit
- Position / Current Sensors - Triaxis Hall
熱門搜索