對于PCB工程師來說，最關(guān)注的是如何確保在實(shí)際布線中能完全發(fā)揮差分信號的優(yōu)勢。接觸過PCB設(shè)計(jì)的人都會了解差分布線的一般要求，那就是等長等距。但所有這些規(guī)則都不是用來生搬硬套的，不少工程師似乎還沒有對差分線對的實(shí)際設(shè)計(jì)處理做過深入分析。下面就重點(diǎn)討論一下PCB差分信號PCB設(shè)計(jì)中幾個(gè)常見的要點(diǎn)。

1.等長
等長是為了使每根線上的信號傳輸時(shí)延相同，來確保兩個(gè)差分信號時(shí)刻保持極性相反。兩條傳輸線上的任何時(shí)延差別都會使部分差分信號變成共模信號，嚴(yán)重影響信號質(zhì)量。等長就是使差分線對的兩根信號線布線長度盡量相同。通常對于高速差分信號等長的匹配要求是±10 mils之內(nèi)。當(dāng)然，這是一個(gè)較高的要求，真實(shí)的數(shù)值我們可以通過信號允許錯(cuò)位（skew，芯片手冊上可以查到）和信號傳輸時(shí)延（一般180皮秒每英寸）來計(jì)算。由于器件布局、引腳分布等原因，直接布線生成的差分線對大多數(shù)情況都不等長，這就需要進(jìn)行手動繞線。手動繞線一般在芯片引腳處進(jìn)行，目的是減少差分線對阻抗不連續(xù)點(diǎn)。

2.等距
等距是為了保證差分線對之間差分阻抗的連續(xù)性，減少反射。差分阻抗是設(shè)計(jì)差分對的重要參數(shù)，如果不連續(xù), 就會影響信號完整性。差分阻抗可以看做兩個(gè)單端信號線的等效阻抗串聯(lián)，通常單端信號線的等效阻抗為50 Ω ，所以一般情況下差分阻抗都應(yīng)保持在100 Ω 。等距就是使差分線對間的距離保持相等（即平行走線），保證差分線對全程的差分阻抗不改變。差分阻抗和差分線對的線寬、線間距、印制板層疊順序、介質(zhì)的介電常數(shù)等諸多參數(shù)有關(guān)，其中某些參數(shù)只有印制板生產(chǎn)廠商才能提供，因此印制板設(shè)計(jì)者應(yīng)與生產(chǎn)廠商共同協(xié)商決定線間距等參數(shù)。值得注意的是，一個(gè)差分信號在多層PCB的不同層傳輸時(shí)(特別是內(nèi)外層都走線時(shí))，要及時(shí)調(diào)整線間距來補(bǔ)償因?yàn)榻橘|(zhì)的介電常數(shù)變化帶來的特性阻抗變化。與不等長相比，不等距對信號完整性的影響較小。當(dāng)?shù)乳L與等距規(guī)則沖突時(shí)，應(yīng)優(yōu)先滿足等長。

3.差分線對與印制板層疊
PCB板的層疊設(shè)置和信號的耦合以及屏蔽都有著密切的關(guān)系。有一種觀點(diǎn)認(rèn)為差分線對彼此為對方提供回流途徑，因此差分信號不需要地平面作為回流路徑，這是一個(gè)錯(cuò)誤的認(rèn)識。一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10%～20%的耦合度，更多的還是對地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。在PCB設(shè)計(jì)中，差分信號要求至少緊鄰一個(gè)地平面，兩側(cè)都能緊鄰地平面最好。同高速單端線路一樣，差分線對也對參考地平面有完整性要求。即差分線對經(jīng)過的路徑上，其參考地平面必須保證連續(xù)，不能出現(xiàn)分割。

4.差分線對與其它信號的距離
控制差分線對和其它信號間的距離，可以有效減少其它信號對差分線對的干擾和抑制EMI。我們知道，電磁場能量是隨著距離平方遞減的，一般差分線對和其它信號間的距離大于差分線寬的4倍或差分線對間距的3倍（取其數(shù)值大者）以上時(shí)，它們之間的影響就極其微弱了，基本可以忽略。公式如下：L>4w 且 L > 3d，其中，L：差分線對和其它信號間的距離；w：差分線的線寬；d：差分線對的線間距。這里，其它信號包括其它差分線、單端線、信號平面等。同時(shí)，差分線對和其參考平面邊沿的距離也應(yīng)按照上述方式進(jìn)行計(jì)算，這樣做的目的是保證兩條差分線的對稱性，減少共模噪聲。

5.差分線對的端接
給差分線對增加端接電阻是保證差分傳輸線阻抗匹配的一種有效方法。終端匹配電阻的控制要根據(jù)不同的邏輯電平接口，來選擇適當(dāng)?shù)碾娮杈W(wǎng)絡(luò)和負(fù)載并聯(lián)，以達(dá)到阻抗匹配的目的。

目前最常用的差分信號有LVDS和LVPECL兩種，下面就分別介紹這兩種信號的端接方式。
（1）LVDS信號
LVDS是一種低擺幅的差分信號技術(shù)，其傳輸速率一般在幾百M(fèi)b/s以上[3]。LVDS信號的驅(qū)動器由1個(gè)驅(qū)動差分線的電流源組成，通常電流為3.5 mA。端接電阻一般只要跨接在正負(fù)兩路信號的中間就可以了。

（2）LVPECL信號
LVPECL電平信號也是適合高速傳輸?shù)牟罘中盘栯娖街唬鋫鬏斔俾士蛇_(dá)到1 Gb/s。它的每一單路信號都有一個(gè)比信號驅(qū)動電壓小2 V的直流電位，因此應(yīng)用終端匹配時(shí)不能在正負(fù)兩條差分線之間跨接電阻，而只能將每一路進(jìn)行單端匹配。

要注意的是，隨著微電子技術(shù)的發(fā)展，很多器件生產(chǎn)商已經(jīng)可以把終端匹配電阻做到器件內(nèi)部（在芯片手冊上可以查到），以減少PCB設(shè)計(jì)者的工作。此時(shí)就不能再進(jìn)行端接了，否則反而會影響信號質(zhì)量。