差分信号之剖析与探讨.pdf

Introduction 驱动端发送两个大小相等，方向相反的信号，接收端会有一个相减器，比较 这两信号的差值，来判断逻辑位是0 或是1，此即所谓的差分讯号[1]。 而下图是实际PCB 的差分走线[1]。 1 Advantage 使用差分讯号的第一个好处，就是具错误更正效果[2]。 由上图知道，如果在单端讯号中有噪声，则会直接进入接收器，严重一点可能会 造成逻辑误判。在那些对于时序有很精密要求的系统中，会有很重大的影响。然 而前述已知，接收端会有一个相减器，因此对差分讯号而言，即便有噪声，其噪 声会透过相减器相消。 2 由于差分信号的逻辑判断，是仰赖两个信号的交点，如下图[4] : 不像单端信号依靠高低两个电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序 上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS （low voltage differential signaling ）就是采用差分讯号型式[5-6]，下图是LVDS Connector 的 图片[7] : 3 第二个好处，可以有较小的EMI 辐射干扰，由于数字信号在逻辑切换时，会 因电压变换产生电场，进而产生EMI 辐射，对邻近走线造成干扰[9,15]，如下图 [12] : 由于高速数字讯号逻辑切换速度越来越快，而逻辑切换速度越快，则耗电流就越 大，同时频率也越高，由[9]可知，EMI 辐射强度与电流大小，以及频率成正比， 这等同于更进一步加大了EMI 辐射干扰。而由[11]可知，电磁波会有磁场与电场 成份，这表示若能降低磁场或电