差動(dòng)信號最佳實(shí)踐

　　差動(dòng)線(xiàn)之間失衡的其它潛在促進(jìn)因素包括板線(xiàn)路和連接器。在兩種情況下，阻抗和匹配可能取決于考慮到的頻率。設計人員應考慮預期信號和電噪聲環(huán)境的頻率組成。

　　傳輸線(xiàn)長(cháng)度

　　信號線(xiàn)長(cháng)度不同是差模到共模噪聲轉換的另一個(gè)原因。如果噪聲耦合至兩個(gè)完全平衡線(xiàn)的程度相等，但是噪聲信號到達差動(dòng)接收機的時(shí)間稍有不同，則它被視作非零差動(dòng)噪聲。隨著(zhù)頻率帶寬的增加，這成為一個(gè)嚴重問(wèn)題。

　　VA = + ? VSIGNAL + VNOISE = + ? VSIGNAL + A sin [ωt]
　　VB = - ? VSIGNAL + VNOISE’ = - ? VSIGNAL + A sin [ω(t+Δt)]
　　VA - VB = VSIGNAL + A {sin [ωt] - sin [ω(t+Δt)] }

　　當Δt對應于噪聲頻率180度改變時(shí)，這會(huì )產(chǎn)生最糟糕的情況，即所產(chǎn)生差動(dòng)噪聲大小為初始共模噪聲的兩倍。但是，即使是小相移，也會(huì )引起大部分的共模到差模轉換。例如，十分之一弧度相移(約6度)，會(huì )使約10%的共模噪聲表現為差動(dòng)信號?！　?/p>

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　　例如，假設USB 2.0設備的差動(dòng)接收機擁有至少1GHz的帶寬，用于接收480Mbps數據。如果1GHz噪聲耦合到差動(dòng)線(xiàn)，3mm的長(cháng)度差異相當于約15皮秒的時(shí)間差，約為兩條線(xiàn)之間十分之一相移弧度。這會(huì )使1GHz噪聲的10%表現為差動(dòng)電壓，引起接收機狀態(tài)的意外切換。對于一些低頻標準來(lái)說(shuō)，例如：RS-485或者CAN等，接收機帶寬以及由此產(chǎn)生的線(xiàn)長(cháng)度等敏感性相應降低。

　　閑置和跨接期間抗擾性降低

　　當總線(xiàn)被主動(dòng)驅動(dòng)至有效邏輯狀態(tài)時(shí)，驅動(dòng)器輸出水平遠高于接收機閾值水平。這種差異可確保，即使信號因電損耗或一定的差動(dòng)噪聲水平而衰減，其發(fā)送狀態(tài)也將被正確接收。但是，當沒(méi)有驅動(dòng)器在主動(dòng)發(fā)送時(shí)，總線(xiàn)更易受到差動(dòng)噪聲引起的信號破壞的影響。當差動(dòng)信號進(jìn)入接收機閾值附近時(shí)，在從一個(gè)有效狀態(tài)轉換至另一個(gè)狀態(tài)期間可能出現以上同樣的情況。不管是在哪種情況下，相對較小的差動(dòng)噪聲可能立刻意外觸發(fā)接收機從一個(gè)輸出狀態(tài)轉換到另一個(gè)狀態(tài)。在這些關(guān)鍵時(shí)間內，接收機滯后可提供一種抗噪方法。

　　滯后方法提高抗噪性

　　接收機閾值滯后降低了差動(dòng)接收機對信號線(xiàn)路上電噪聲的敏感性。必須控制閾值級別之間的間隔大小，以保證接收機的整體敏感性仍然能夠達到標準的要求。因此，接收機滯后(單位通常為mV)是衡量所有特殊收發(fā)器或者PHY差動(dòng)噪聲抑制性能的一個(gè)指標。當對噪聲環(huán)境有疑慮時(shí)，設計人員應考慮接收機滯后。

　　結論

　　總之，設計人員應評估其差動(dòng)網(wǎng)絡(luò )中可能出現問(wèn)題的幾個(gè)緣由，包括線(xiàn)纜、連接器和保護器件以及收發(fā)器本身。差動(dòng)信號線(xiàn)上每個(gè)組件的阻抗容限應不超過(guò)總失衡預算。在一小部分最短波長(cháng)范圍內，所有差動(dòng)信號的傳輸線(xiàn)長(cháng)度必須相等。板布局和連接器針腳安排很重要，特別是在高頻網(wǎng)絡(luò )情況下。最后，為高噪聲應用選擇更大滯后的差動(dòng)接收機。這些步驟可幫助確保即使在高噪聲環(huán)境下應用也能獲得可靠的通信質(zhì)量。

　　參考文獻：

　　[1] Texas Instruments.RS-485[EB/OL]http://www.ti.com/rs485-ca
　　[2] Texas Instruments. CAN Transceivers[EB/OL]http://www.ti.com/can-ca
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