PCB差(chà)分線,最重要是整整齊(qí)齊
發布時間(jiān):2025-09-09 17:29:50
高速先生成員--薑傑
其實,這次想聊的是差分信號通道的對稱性(xìng)。
起因是高(gāo)速先(xiān)生前不久一篇關於AC電容的文章《為了節省AC電容打孔空間,你有沒動過這個念頭?》,當時從阻抗連續性的(de)角度進行分析, 對於100歐的差分信號,via-in打孔方式的阻抗比via-out低了不少,阻抗波動較大。
結果,細心的網友又問了:如果信號差分阻抗是控85歐,via-in方式的阻(zǔ)抗豈不更連續?

確實是個好問題,想要解答卻不容易,需要再換個角度分析。
在此之前,先要了解差分信號的構成。差分信號通道傳輸的(de)信號,可以分解為(wéi)差分信號(hào)(Differential)分量和共模信號(Common)分量,差分信號分(fèn)量攜帶有用信息,共(gòng)模信號分量(liàng)不攜帶信息。

理想情況下的共模信號恒定不變,此時不(bú)會產生不良(liáng)影響。實(shí)際情況卻是,差分(fèn)信(xìn)號通道上的(de)任何(hé)不對稱因素,都會導致共模信號的變化,可以(yǐ)理解為,通道的不對(duì)稱性,導致一(yī)部分本應屬於差分信號的能量轉化(huà)成了共模信號。
至於共模信(xìn)號分量變化的危害性,如(rú)果你知道它的另外一個名字——共模噪聲,相信立馬就會來了精神,而(ér)共模(mó)噪聲會帶來電磁幹擾的風險。
簡而言之,差分信號通道的不對稱,導致部分有用的信號能量變成了噪聲。
為了對差分信(xìn)號的模態(tài)轉換進行量化分析,必須搬出S參數。
其中,SCD表示差分信號輸入,共(gòng)模信號輸出(chū),用於衡量差分分量向共模分量的轉(zhuǎn)換。
具體到AC電容的兩種打孔方式。當差分(fèn)走線特征阻抗為100歐時,兩種情況的模態轉換參數SCD21對比如下(xià):via-in整體高於via-out,說(shuō)明在關(guān)注頻段內,via-in方式的差分信號轉換為共模噪聲的能量更多。
接下來,大家關心的85歐阻抗SCD21對(duì)比圖來了:

顯(xiǎn)而易見,即便差分走線阻抗控85歐,via-in的SCD21仍然整體(tǐ)高於via-out近10dB,和100歐(ōu)差分阻抗的情況類似。
回到文章開頭,為什麽說差分(fèn)通道的對稱性很重要?為了避免細心的網(wǎng)友繼續追(zhuī)問,高速先(xiān)生(shēng)再(zài)做個對(duì)比,相信大家就明白了。
via-out的對稱性隻是比via-in更(gèng)好,但也不是沒有改進空間(jiān),起碼過孔扇(shàn)出可以避免45°角出(chū)線,與信號流向調整至同一直線上,從而(ér)使差分(fèn)信號的N、P實現完全對稱(下文簡(jiǎn)稱:via對稱):
85歐差(chà)分阻抗三種情況的SCD21參數對(duì)比如下:
和預期的一樣,對稱性最好的“via對稱”,SCD21也最(zuì)小。
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