45、差分信号传输技术解析

差分信号传输技术解析

1. 平衡布线概述

平衡布线常用于设备间的高速差分布线。这种布线方式被国际标准化组织（ISO）建筑布线标准委员会采用，用于描述能提供一对或多对导线的电缆，每对导线有确定的差模阻抗，且对同一护套内其他线对的串扰有一定的抗扰能力。

1.1 基本构造技术

主要有两种基本构造技术用于生产平衡布线：双绞线和四线组配置。
- 双绞线 ：同一护套内各线对的扭绞率不同，这是串扰消除过程的关键。相邻差分线对间的传输线耦合遵循一定规则，当翻转其中一对线时，串扰极性反转；若翻转两对线，串扰极性保持不变。为避免串扰无法消除，多对线电缆中的线对通常以不同速率扭绞，从而使线对间的关系随机化，消除串扰。在构造良好的双绞线电缆中，某一颜色线对的扭绞通常比其他线对更紧密，其串扰性能最佳，但不同电缆的扭绞性能层次并无明确标准。
- 四线组电缆 ：通过独特的几何排列保证低串扰，这种构造技术能消除线对间的电容和电感耦合机制。在同一护套内线对间串扰方面，精心构造的四线组电缆性能可能优于双绞线电缆；但在与护套外其他物体和电缆的串扰方面，四线组电缆性能不如双绞线电缆，因为双绞线电缆在消除电缆电磁辐射和提供良好共模抑制方面表现更好。

1.2 带状式双绞线电缆

带状式双绞线电缆所有线对的扭距相同，但仍能提供合理的串扰性能。这看似违反直觉，因为当一对线扭转时，相邻线对也会扭转，串扰似乎会在每次扭转时以相同极性增强。然而，通过仔细观察线对相互扭转时串扰的精确变化可以解决这个悖论。当旋转相位为 0° 时，耦合由内部两根线主导，极性为负；旋转相位为 90° 时，耦合极性变为