对差分探头认识常见的5大误区

1.一般认为，差分信号不需要接地层作为返回路径，或者差分走线为彼此提供返回路径。造成这种误解的原因是我们被表面现象所迷惑或者对高速信号传输的机理认识不够深入。差分通道对电源和地平面上可能存在的类似地炸弹和其他噪声信号不敏感。接地层的部分返回消除并不意味着差分通道不使用参考层作为信号返回路径。其实在信号回流分析中，差分走线的机理和普通单端走线是一样的，即高频信号总是沿着电感最小的回路回流。最大的区别是差分线除了耦合到地之外，还相互耦合，耦合较强的那条成为主要的返回路径。

在PCB电路设计中，一般差分走线之间的耦合很小，往往只占耦合度的10~20%，更多的是对地的耦合，所以差分走线的主要返回路径仍然存在于接地层。当接地层不连续时，差分走线之间的耦合将在没有参考层的区域提供主要返回路径。虽然参考面不连续性对差分走线的影响没有普通单端走线那么严重，但还是会降低差分信号的质量，增加EMI，应该尽量避免。一些设计人员认为可以移除差分走线下方的参考平面，以抑制差分传输中的一些共模信号，但这在理论上是不可取的。阻抗怎么控制?不为共模信号提供阻抗环路，必然会产生EMI辐射，弊大于利。

2.认为保持等间距比匹配线长更重要。在实际PCB布线中，无法同时满足差分设计的要求。由于引脚分布、过孔和布线空间的原因，要达到线长匹配的目的，就必须进行适当的布线，但结果必然是差分对的某些区域不能平行。PCB差分布线设计中最重要的规则是匹配线长，其他规则可以根据设计要求和实际应用灵活处理。

3.人们认为差分布线必须靠得很近。使差分走线相互靠近，无非是增强其耦合性，既能提高对噪声的抗扰度，又能充分利用磁场的相反极性来抵消对外界的电磁干扰。虽然这种方法在大多数情况下非常有益，但它不是绝对的。如果能保证它们完全屏蔽外界干扰，那么就不需要通过相互之间的强耦合来达到抗干扰和抑制EMI的目的。

怎样才能保证差分布线有良好的隔离和屏蔽?增加与其他信号迹线的距离是最基本的方法之一。电磁场的能量与距离成平方关系递减。一般当线间距超过4倍线宽时，它们之间的干扰极其微弱，基本可以忽略。另外，接地层的隔离也能起到很好的屏蔽作用。这种结构常用于高频(10G以上)IC封装PCB的设计中，称为CPW结构，可以保证严格的差分阻抗控制。

差分布线也可以在不同的信号层走线，但一般不推荐，因为不同层产生的阻抗和过孔的差异会破坏差模传输的效果，引入共模噪声。另外，如果相邻两层耦合不够紧密，差分布线抗噪声的能力会降低，但如果能与周围布线保持适当的距离，串扰就不是问题。在一般频率下(GHz以下)，EMI不会是一个严重的问题。实验表明，500Mils距离的差分线在3米距离的辐射能量衰减已经达到60dB，足以满足FCC电磁辐射标准。因此，设计人员不必过于担心差分线耦合不足导致的电磁不兼容问题。

4. 差分曼彻斯特编码不是一种差分信号。意味着逻辑状态“0”用每一位开始时的电平跳变来表示，逻辑状态“1”用无跳变来表示。但是每一位中间的跳变都是作为同步时钟，没有逻辑意义。

5.在双绞线上跑的不一定是差分信号，双绞线上单端信号的电磁辐射比平行线小。