信号完整性（SI）电源完整性（PI）学习笔记（二十一）差分对与差分阻抗（一）

差异对差异阻抗(1)

1.差分对是指存在耦合的一对传输线。
差分信令由两个输出驱动器驱动，测量的信号是两条线之间的差异。与单端信令相比，差分信令具有许多优点：
(1)双驱动产生di/dt与单端驱动器相比，地弹、轨道坍塌和潜在的减少EMI。
(2)接收器中的差分放大器比单端放大器增益更高；
(3)差分信号在一对紧耦合差分对中传播，串扰小，公共返回路径中突变的稳定性也较好。
(4)差分信号通过连接器或包装时，不易受到地弹和开关噪声的干扰。
(5)使用价格低廉的双绞线传输远距离差分信号。
缺点：
(1)会产生潜在的电磁干扰、共触分量等。
(2)与单端传输信号相比，传输线差分信号需要两倍数量的信号；
(3)了解许多新的原则和重要的设计原则。

2.当两路驱动器驱动一个差分对时，除了各自的单端信号，这两路信号之间还存在一个电压差，这样的信号称为差分信号。
Vdiff=V1-V2

3.共摸信号定义:你在两条信号线上给出的平均电压表示:

4.这些差分信号和共触信号的定义适用于所有信号。任何添加到一对传输线上的信号都可以用差分和共触分量来描述，这种描述方法是完整和唯一的。给出差分信号和共触信号分量，每个信号和返回路径之间的单端信号电压可以表示为：

5.在理想情况下，共模信号通常被认为是恒定的直流。共触信号通常不携带信息，因此不会影响信号的完整性和系统性能。
但在实际的电路互连物理过程中，分量的变化可能会导致以下两个非常重要的问题：
(1)如果共触信号电压过高，差分接收器的输入放大器将饱和，因此不能准确读取差分信号。
(2)如果同轴电缆中有变化的共触信号，潜在会导致过量EMI。

6.差异和共触总是指信号的特征，而不是指令传输线差异对的性质。

7.只需要两条传输线就可以形成差异。每条线都可以是简单的单端传输线。这两条线结合在一起，称为差异对。常见的差异是外观截面：

(1)最重要的是，它的横截面积是恒定的，使差分信号具有恒定的阻抗；
(2)差异对于第二个重要性质，每条线的延迟是相同的，从而保证了差异信号边缘的陡峭；
(3)两条传输线应完全相同，线宽与两条线之间的介质间距应完全相同；
(4)传输线的长度必须完全相同，以确保传输线的延迟相同。
(5)差分对的两条传输线之间不一定有耦合，但没有耦合会降低差分对的抗噪能力。

8.差分信号感受到的阻抗，即差分阻抗，是差分信号的电压与电流之比。差分对最重要的电特性是差分信号的阻抗，称为差分阻抗。

9.流经信号线和返回路径之间的电流是

差分阻抗是单端信号特性阻抗的两倍，因为两条信号线之间的电压是每条信号线本身电压的两倍，而流经差分信号线的电流与流经单端信号线的电流相同。如果单端信号的特性阻抗是50Ω，差分阻抗是2*100Ω。

10.振铃的原因是差分信号在低阻抗驱动器和高阻抗线端之间反弹多次。消除反射的一种方法是在两条信号线的末端连接一个端接电阻，以匹配差分阻抗。该电阻的电阻值必须为：Rterm=Zdiff=2*Z0.

两条信号线之间的等效阻抗(差异阻抗)是串联阻抗，即Zdiff=Z0 Z0=2*Z0(不考虑耦合)。