什么是差分对？

什么是差分对？

构成一个差分对只需两条传输线就足够了，每条线都可以是简单的单端传输线。这两条线合在一起就称为一个差分对。

从理论上讲，任何两条传输线都可以构成一个差分对。与单端传输线一样，差分对传输线也存在很多横截面形状。下图给出了最常见的几种截面几何外形横截面图。

从理论上讲，虽然任意两条传输线都可以构成一个差分对，但抓住如下5种特征将会优化高带宽差分信号的传输性能：

1.差分对的最重要的性质是，它的横截面积恒定不变，而且使差分信号有一个恒定的阻抗。这些特性将会保证差分信号的反射和失真最小化。

2.差分对的第二个重要性质是，每条线上的时延是相同的，从而确保了差分信号边沿的陡峭。两条传输线上的任何时延差或错位(skew)，都会导致差分信号失真，并使部分差分信号变成共模信号。

3.两条传输线应该完全相同，线的宽度和两条线之间的介质间距也应该完全相同。这种特性称为对称性。两条线不能有任何不对称，如一条线上有测试焊盘而另一条线上却没有，或一条线上有向下的颈状而另一条线上却没有，这种不对称都会使差分信号变成共模信号。

4.传输线的长度也必须完全相同。线的总长度完全相同，就能保证传输线上的时延相同，使错位最小。

5.差分对的两条传输线之间不一定有耦合，但没有耦合将导致差分对的抗噪声能力下降。与单端传输线相比，两条信号线之间的耦合使差分对对于由其他动态线网产生的地弹噪声有更好的稳健性。线间耦合程度越强，差分信号就越不容易受到突变和非理想情况的影响。

差分对传输线正在传输差分信号。线1上的信号是从0V到1V的跳变电压，线2上的信号是从1V到0V的跳变电压。当这两个信号在传输线上传播时，线上电压的分布如下图所示：

当然，虽然我们称它为差分信号，但很快就会发现这样做是错的。它并不是一个纯的差分信号，而是包含了一个大的共模分量(0.5V)。然而，这个共模信号是个常量，可以不管它，只需要关注差分分量。

给出每条传输线上的电压，就能很容易地算出电压差。根据定义，它的大小为V_1-V_2。差分对上的净差分信号如上图所示，当每条线上都是0V到1V的信号跳变时，沿互连传播的差分信号摆幅就是一个2V的跳变。同时，线上还有一个恒定的共模信号分量，大小为1/2×(V_1+V_2)=0.5V。

差分对最重要的电特性就是差分信号的阻抗，称为差分阻抗。

什么是差分对？