差分信号

差分传输是一种信号传输的技术，是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等，相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的。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。

特点

从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，"系统地"被用作电压基准点。当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。

可以想象，这两个导体上被同时加入的一个相等的电压，也就是所谓共模信号，对一个差分放大系统来说是没有作用的，也就是说，尽管一个差分放大器的输入有效信号幅度只需要几毫伏，但它却可以对一个高达几伏特的共模信号无动于衷。

这个指标叫做差分放大器的共模抑制比(CMRR)，一般的运算放大器可以达到90db以上，高精度运放甚至达到120db。因为干扰信号一般是以共模信号的形式存在，所以差分信号的应用极大地提高了放大器系统的信噪比。

优点

1.抗干扰能力强。干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上，而其差值为0，即，噪声对信号的逻辑意义不产生影响。

2.能有效抑制EMI。由于两根线靠得很近且信号幅值相等，这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等，同时他们的信号极性相反，其电磁场将相互抵消，耦合的越紧密，释放到外界的电磁能量越少。

3.时序定位准确，差分信号依靠高低两个阈值电压判断，能降低时序上的误差，更适合低幅度信号。

布线要求

等长、等宽、紧密靠近，在同一层面

由于差分信号频率与一般都比较高，所以在走线过程中，尽量不折，少打折，不打孔，少打孔为优先考虑处理方式。

因为差分信号每换一次层面则相当于跨越一次切割，所以要严格控制过孔数目，过孔数目最好不要超过两个。

整对信号全程要求等长、等距、等宽，线宽、线距实际的取值，需要根据特性阻抗计算得出。

如果无法避免要打孔，需要注意美观，换层过孔水平或者垂直方向需要对齐，每一对线在换层处必须配一个地过孔，用于回路通道。当无法顺接的时候可以考虑反向走线，但前提条件是确实无法顺接。

差分信号一律参考地层

与其他信号线间距控制在4倍线宽以上，与过孔10mil以上与其他高频信号如CLK等间距50mil以上。

缺点

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。

说到这里，大家是不是对差分信号的理解更深呢？