PCB設(shè)計解惑-差分信號剖析（4）

且 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，亦即會有 I+、I-、Q+、Q- 四條訊號，如下圖 :由[16]可知，I+、I-、Q+、Q- 四條訊號線都必須等長，才能確保 IQ 訊號相位差為 90度，此時便如前述，頻譜上只出現(xiàn)了一個 Sideband，如下圖左。而只要有任一訊號線不等長，那么IQ訊號相位差就不為90度，則稱為IQ phase Imbalance，在頻域上，會出現(xiàn)另一個我們不要的 Sideband，稱之為 Image，如下圖右[20]:而Image與主頻訊號的振幅差，稱之為Sideband Suppression，若上圖右的Length 2越長，則 IQ phase Imbalance 就越大，亦即Sideband Suppression就越小。反之，若四條訊號線都等長，亦即完全沒有 IQ phase Imbalance，那么理論上會完全無 Image，如上圖左。而由[16]可知，解調(diào)時，會以所謂的 EVM(Error Vector Magnitude)，來衡量IQ phase Imbalance 的程度，如下圖 :而由[16]可知，EVM 與 SNR成反比，如下式 :亦即若前述的 Length 2越長，那么 IQ phase Imbalance 越大，則 EVM 越大，SNR越小，靈敏度就越差。 以上皆為差分訊號若不等長的影響，因此，在設(shè)計差分訊號時，最重要的就是要等長，越是高速訊號，越要注意等長[5-6]。然而實際上，有可能因為 IC的 Pin位置關(guān)系，使得差分訊號會不等長[26]?；蚴菚驗檗D(zhuǎn)彎緣故，使得外側(cè)走線會多出額外的長度，導致相位差，因而產(chǎn)生額外的共模噪聲[26]。因此通常會針對長度較短的走線，用所謂的蛇狀線，額外再增加長度，使其差分訊號達到等長的目的，如下圖[2] :但要注意的是，其蛇狀線要位于不等長之處，如下圖綠圈處，而不要位于等長之處，如下圖藍圈處。因為縱使蛇狀線，能使差分走線在接收端時的總長度等長，其相位差降到最低，然而下圖藍圈處跟綠圈處，都會因長度不等而有相位差，進而產(chǎn)生額外的共模噪聲。換言之，綠圈走法是接收端幾乎無相位差，但在訊號傳遞過程中，會有一次相位差，產(chǎn)生一次額外的共模噪聲。而藍圈走法是接收端幾乎無相位差，但在訊號傳遞過程中，會有兩次相位差，產(chǎn)生兩次額外的共模噪聲，因此最好采綠圈處走法。而上圖是因為不等長之處在 BGA的 Pin 里面，并無空間可以走蛇狀線，因此只好將蛇狀線設(shè)計在等長處。當然若空間許可，采綠圈處走法較佳[40-41]。