PCB技术中高速PCB布线的差分对走线

简介：
本文章探讨了在PCB设计中的关键技术——高速PCB布线中的差分对走线方法，旨在提高信号完整性与降低电磁干扰。 高速PCB布线中的差分对走线是现代电子设计的关键策略之一，在处理高速数字信号时尤为重要。这种技术通过同时传输两个相反极性的信号来提高信号完整性和减少电磁干扰（EMI），特别是在低电压差分信号(LVDS)和其他高速通信标准中广泛应用。 差分对的核心在于其能够显著降低总电流变化率(dIdr)，从而减少了电源轨塌陷和潜在的电磁辐射。相比单端信号，差分对具有更高的噪声免疫力，因为它们在一对紧密耦合的线对中传输，有助于抑制共模噪声并增强抗串扰和瞬态变化的能力。 接收器通常采用高增益的差分放大器来提取信号，并有效降低噪声影响。每个信号都有独立的返回路径，在通过接插件或封装时较少受到开关噪声的影响。然而，差分对走线也有其缺点：如果布线不平衡或者存在共模噪声，则可能导致EMI问题；此外，使用差分对意味着需要更多的布线空间，因为每个信号都需要两条路径。 在实际的PCB设计中应用差分对走线时需考虑诸多因素。保持两根信号线路之间的距离S恒定以确保均衡传输，并选择合适的差分间距D（通常推荐大于25倍的线宽），减少串扰；设置S等于3倍信号层厚度H，可以降低反射阻抗；同时尽量保证两条差分信号线长度匹配，消除相位差异。此外，应避免在差分对上过多使用过孔以保持良好的阻抗连续性。 随着对高速、高密度和低噪声设计需求的增加，在当今PCB设计中采用可控阻抗互连线的比例越来越高。未来预计更多电路板将利用这种布线方式来满足日益增长的设计要求，并通过深入理解差分对技术进一步优化性能。 总之，正确应用差分对走线对于实现高速系统的可靠性和稳定性至关重要，需在布局、布线规则和参数匹配等方面进行精心设计以确保最佳效果。