單端和差分信號PCB布局之間的差異

PCB設計師引起更多共鳴的人是科學家 古斯塔夫·基爾霍夫（Gustav Kirchoff），以準確描述電路回路中電流，電壓和電阻之間的關系而聞名。這些關系是設計人員為PCB布局創(chuàng)建信號走線的基礎。而且，正如任何設計人員所知道的那樣，具有相同來源和端接的兩條走線無法使用與一條相同的布線數(shù)量來運行。但是，特定的跟蹤參數(shù)取決于用于處理和測量信號的參考類型。讓我們看一下單端信號和差分信號之間的差異，以及這些差異如何影響您的PCB布局。

單端和差分信號之間有什么區(qū)別？

電路板上電信號傳輸?shù)闹饕愋褪菃味撕筒罘?。這些類型之間的主要區(qū)別在于，對于單端信號傳輸，一根電線，電纜或走線會承載參考（相對于信號地進行測量）的信號。在大多數(shù)情況下，信號接地是PCB堆疊。對于差分信號傳輸，使用了兩條跡線，并且沿著每條跡線的信號正好鏡像沿著另一條跡線的信號（前提是噪聲最小且跡線參數(shù)正確匹配）。

單端信號傳輸用于計算機和外圍設備通信；包括VGA，PCI，鍵盤，主板和SCSI硬盤驅動器。此信號類型也用于RS-232和內部集成電路（I2C）通信。差分信號通過HDMI，USB，RS-422，RS-485，SDI和雙絞線電纜傳輸。它們還用于低信號幅度信號。

使用單端信令的主要優(yōu)點是，布線所需的電路板面積較小，并且布線本身也更容易。但是，噪聲敏感度可能是一個問題，尤其是通常出現(xiàn)在地面或回路上的共模噪聲。另一方面，差分信號會占用更多空間，并且布線要復雜得多。例如，走線長度必須匹配。這些缺點可以通過最小的噪聲，EMI，串擾和共模噪聲抑制得到緩解，因為該噪聲在兩條走線上以相等的幅度和相反的極性出現(xiàn)，從而抵消了其影響。此外，差分信號傳輸有利于阻抗匹配，從而使信號幅度加倍并且切換精度較低。顯然，單端和差分信號之間存在明顯的差異，

單端和差分信號的PCB布局

在電路板上布線時，必須考慮兩個方面。其中之一是您的電路板是否可以按照規(guī)格制造?？梢酝ㄟ^應用PCB走線寬度和間距限制由您的合同制造商（CM）規(guī)定。作為DFM實施的一部分，這應該是正常的練習。另一個考慮因素是信號本身，因為信號完整性受到以下因素的影響PCB走線寬度和長度。

取決于使用單端還是差分信令，路由注意事項有所不同，如下所示。

如上圖所示，單端信令使用一條跡線，而差分信令則需要一對。為了為信號端路由提供一致的參考和返回，在始發(fā)端和終接端都必須連接到接地層。差分路由不需要這種連接，因為一條跡線可作為另一條跡線的參考。但是，兩條跡線必須相同。這包括長度，寬度，銅重量和等距間隔。盡管比較可取，但并非總是能夠沿組件周圍的同一路徑對差分對進行布線，如圖所示。在這些情況下，PCB布線技術使用彎曲來確保走線長度和阻抗匹配，從而使兩個信號具有相同的傳播延遲量。

對于PCBA跟蹤路由，信號類型會極大地影響您的PCB布局。路由單端信號和差分信號之間的區(qū)別非常明顯，必須將注意事項和要求納入您的路由中。否則，您的信號完整性可能會嚴重受損。