PCB設(shè)計解惑-差分信號剖析（2）

第二個好處，可以有較小的 EMI輻射干擾，由于數(shù)字信號在邏輯切換時，會因電壓變換產(chǎn)生電場，進而產(chǎn)生 EMI輻射，對鄰近走線造成干擾[9,15]，如下圖[12] : 由于高速數(shù)字訊號邏輯切換速度越來越快，而邏輯切換速度越快，則耗電流就越大，同時頻率也越高，由[9]可知，EMI輻射強度與電流大小，以及頻率成正比，這等同于更進一步加大了 EMI輻射干擾。而由[11]可知，電磁波會有磁場與電場成份，這表示若能降低磁場或電場大小，便能減少 EMI輻射干擾。而差分訊號所產(chǎn)生的磁場，會彼此相消，所產(chǎn)生的電場，會因彼此緊密地耦合在一起，進而減少發(fā)散向外的機會[8-10]。由于差分訊號可以減少磁場份量，以及減少發(fā)散向外的電場，進而降低 EMI輻射干擾，這也是為什么高速數(shù)字訊號一般都用差分訊號[1]。而差分訊號除了可以產(chǎn)生較小的 EMI輻射干擾，同時也具備了較佳的抗干擾能力[16-17]，我們以下圖說明 :B跟 C為差分訊號，而 A為鄰近的訊號，當 A 跟 B、C靠得很近時， A會把能量耦合到 B跟 C，以 S 參數(shù)表示，A耦合到 B 為 SBA，A耦合到 C為 SCA。當 B跟 C很靠近時，則 SBA = SCA，而又因為 B跟 C的訊號方向相反，所以 SBA跟 SCA是等量又反向，亦即彼此相消，這就是為何差分訊號擁有較佳的抗干擾能力。而在射頻電路中，相較于發(fā)射訊號，接收訊號多半很微弱，因此其接收路徑多半采差分型式，以便獲得較佳的抗干擾能力，避免靈敏度下降。而為了得到良好的頻譜利用率，到了數(shù)字通訊時代，多半會利用 IQ 訊號，來達到 SSB (Single-Sideband) 的調(diào)變方式[16]，而因為 IQ訊號會影響到調(diào)變與解調(diào)的精確度，因此不管是發(fā)射還接收電路，其 IQ訊號都會走差分形式，避免調(diào)變與解調(diào)精確度，因噪聲干擾而下降[16]。