差分信号VS单端信号

单端信号

单端信号是将电信号从发送器传输到接收器的简单且常见的方式。电信号通过电压（通常是变化的电压）传输，该电压以固定电位为基准，通常是称为“接地”的0V节点。

差分信号

差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相同，相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。

差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：

a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，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。

缺点：差分信号线的主要缺点是增加了PCB的面积。若电路板的面积非常紧张，单端信号可以只有一根信号线，地线走地平面，而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小，以至于只能穿过一根走线的情况下。

差分信号PCB布线要求

通常（当然也有一些例外）差分信号也是高速信号，所以高速PCB设计规则通常也都适用于差分信号的布线，特别是设计传输线这样的信号线时更是如此。这就意味着我们必须非常谨慎地设计信号线的布线，以确保信号线的特征阻抗沿信号线各处连续并且保持一个常数。 

在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。

1. 等长：等长是指两条线的长度要尽量一样长，是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性。减少共模分量。

2. 等宽、等距：等宽是指两条信号的走线宽度需要保持一致，等距是指两条线之间的间距要保持不变，保持平行。

3. 阻抗最小变化：在设计具有差分信号的PCB时，最重要的事情之一是找出应用的目标阻抗，然后相应地规划差分对。此外，保持尽可能小的阻抗变化。差分线的阻抗取决于诸如走线宽度，走线耦合，铜厚度以及PCB材料和层叠等因素。当你尝试避免改变差分对阻抗的任何事情时，请考虑其中的每一个。

（部分图文内容整理自网络）

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