有效的差动对路由指南加快PCB路由
关键的外卖
印刷电路板上差动对的基本原理。
差动对路由指南，帮助您更好的路由设计。
PCB设计工具如何提供帮助。
众所周知，两个人可以比一个人更好，因为结合资源通常会带来更好的结果。有一句古老的谚语肯定了这些好处:“如果两个人中的任何一个摔倒了，另一个可以扶他们起来。”即使是扑克也通过通常需要一对j或更好的牌来识别二人的力量。在电子学中，我们也看到了这条两条的规则，差分对路由被使用，而不是单一的轨迹。
然而，路由差分对可能很困难，因为它们有必须遵循的特定规则，以确保信号的性能。这些规则规定了诸如差分对的迹线宽度和间距等细节，以及许多其他方面，例如在电路板上如何将迹线路由在一起。即使设计人员必须为每个信号路由两条单独的走线，如果使用了大量的差分对，也会对其余电路板的路由方式产生很大影响。让我们仔细看看差分对路由还有一些你需要注意的潜在问题在这篇差分对路由指南的总结中。
PCB设计中差分对的基础知识
在我们开始研究差分对路由的潜在困难和解决方案之前，让我们花点时间回顾一下基础知识。如果您参与过PCB布局，那么您已经熟悉单端信令，即使您以前没有听说过这个确切的术语。单端信令是在跟踪上传输信号，然后使用信号返回路径的公共引用。当我们在电路板上布线一堆迹线时，地平面为信号返回提供路径，这就是单端信令。这就是大多数PCB网的路由方式。
然而，这种类型的路由有一个陷阱:随着传输线速度的增加，单端信令可能受到一些问题的影响，包括串扰和噪声电磁干扰(EMI)．这就是差分信号可以提供帮助的地方。
差分信令使用两个互补的信号来传输一个数据信号，但第二个信号与第一个信号相反。信号接收器利用反转信号和非反转信号之间的差异来破译信息。使用差分对路由传输信号有一些重要的好处，首先是降低噪声和EMI:
传入干扰将相等地加到反转信号和非反转信号上。由于接收器无论是否受到影响，都会对两个信号之间的差异做出反应，因此影响被最小化。与影响单端信号的干扰相比，这提供了更好的性能。
由于差异对的电磁场大小相等，但极性相反，从两个迹线发出的干扰通常应该互相抵消。
Diff对与单端信令相比还有另一个优势，那就是它们可以在较低的电压下工作。单个迹线必须在更高的电压下工作，以确保其信噪比(SNR)足以抵抗任何传入的噪声。由于差分对对噪声更免疫，它需要更少的电压，这提供了一些额外的好处:
更低的电压要求意味着更少的电力消耗。
信号的电压跃迁将更小，有助于电源完整性在黑板上。
较高的工作频率可用于较低的信号电压。
电压越低，辐射的电磁干扰就越小。
正如您所看到的，在电路板上使用差分信号有许多好处，但也有一些成本需要考虑。
印刷电路板上的差动对布线
PCB布局中与Diff对相关的问题
正如我们刚才看到的，使用差分对路由有很多好处，但也有一些缺点。第一个也是最明显的问题是，您必须为每个信号路由两条轨迹。这不仅使电路板上的路由数量增加了一倍，而且由于对差分对的附加规则，它甚至可以占用更多的空间。让我们来看看设计师们不得不面对的一些困难。
两条线的长度必须相等
差分对的最大优点之一是用两个不同极性的相等信号表示信号，从而抵消了噪声和EMI。但如果线的长度不相等，这种平衡就会被破坏，进而产生共模噪声和重大电磁干扰问题．信号的上升和下降时间越大，如果线路长度不等，问题就会越严重。
差分对迹线的宽度和间距必须始终一致
这对配对的轨迹越近，彼此之间的耦合就越好。然而，当走线间距发生变化时，微分阻抗也会发生变化，从而导致不匹配和额外的噪声和EMI电位。为了防止这种情况，对必须路由在一起，并在相同的宽度，这可能是一个问题，当路由在电路板上的障碍，如通过或者更小的组件。
为了获得差分对路由的最佳性能，需要遵循一些基本规则，下面我们将讨论这些规则。
这里有一个例子，如何不路由一个不同的对绕过障碍
差动对路由指南
为了在电路板上获得最佳的信号性能和完整性，以下是PCB设计人员应该注意的一些差分对路由准则:
将差异对路由到一起
需要为布局团队清楚地将这两个迹对标识为不同的迹对，以便在整个信号长度中将它们路由在一起。
尽可能避免使用过孔。如果你要使用它们，它们应该成对对称地摆放。试着让它们尽可能地靠近在一起，并从它们正在路由的衬垫平等地放置过孔。
内层路由是最好的，以减少串扰，但这意味着过渡层通过通孔。
保持差异对与其他痕迹隔离。这通常通过指定三倍于正常迹线宽度间距的间隙来实现。
如果可能，考虑侧差对路由相邻信号层．这将允许更高的路由密度和更好的串扰控制。
保持两个路径之间的路由对称
一个成功的差异对应该导致线紧密地相互镜像。要做到这一点，你可以考虑以下几点:
计划你的路由避免通孔或无源部件等障碍物，保持对的对称性(如上图所示)。
计划pad进入和退出路由，使轨迹尽可能地相互镜像。
在整个轨迹长度中使用相同的轨迹宽度。
保持对之间的间距一致。
保持Pair的迹线长度相同
如前所述，对中的两条线的长度必须相同。要做到这一点，你可能必须把小的部分跟踪调进入较短的队伍，使他们相等。虽然这会稍微改变线条的对称性，但长度更重要。如果不相等的长度是由于不对称的衬垫位置，请尝试在线条的这一区域添加跟踪调谐。
尽管在布线差异对时需要记住很多东西，但PCB设计CAD工具通常有很多功能来帮助您配置差异对布线的布局。
Cadence Allegro PCB Editor约束管理器中的差动对路由规则
使用PCB设计CAD工具进行差动对布线
曾经，PCB布局设计人员必须手动布线差分对。这需要大量的工作来确保线保持它们的对称性，并且在路由后更改轨迹是一场噩梦。幸运的是，像Cadence的Allegro PCB Editor这样的工具有自动差分对路由工具在路由时保持对的适当宽度和间距。此外，还可以添加规则和约束来管理差分对的所有方面。
在上图中，你可以看到约束管理器用于Cadence的PCB布局工具来管理不同的设计规则，包括差异对。这些规则包括轨迹的宽度和它们的空间，轨迹允许弯曲的长度，以及路由的地形，包括垫块如何进入和退出。通过使用这些工具，您可以为差分对输入所有相关规则，以确保它们符合电路的需要。
要了解更多关于差分对路由准则和高速PCB设计的信息，请看这篇文章电子书．
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