PCB設(shè)計(jì)解惑-差分信號(hào)剖析（2）

第二個(gè)好處，可以有較小的 EMI輻射干擾，由于數(shù)字信號(hào)在邏輯切換時(shí)，會(huì)因電壓變換產(chǎn)生電場(chǎng)，進(jìn)而產(chǎn)生 EMI輻射，對(duì)鄰近走線造成干擾[9,15]，如下圖[12] : 由于高速數(shù)字訊號(hào)邏輯切換速度越來(lái)越快，而邏輯切換速度越快，則耗電流就越大，同時(shí)頻率也越高，由[9]可知，EMI輻射強(qiáng)度與電流大小，以及頻率成正比，這等同于更進(jìn)一步加大了 EMI輻射干擾。而由[11]可知，電磁波會(huì)有磁場(chǎng)與電場(chǎng)成份，這表示若能降低磁場(chǎng)或電場(chǎng)大小，便能減少 EMI輻射干擾。而差分訊號(hào)所產(chǎn)生的磁場(chǎng)，會(huì)彼此相消，所產(chǎn)生的電場(chǎng)，會(huì)因彼此緊密地耦合在一起，進(jìn)而減少發(fā)散向外的機(jī)會(huì)[8-10]。由于差分訊號(hào)可以減少磁場(chǎng)份量，以及減少發(fā)散向外的電場(chǎng)，進(jìn)而降低 EMI輻射干擾，這也是為什么高速數(shù)字訊號(hào)一般都用差分訊號(hào)[1]。而差分訊號(hào)除了可以產(chǎn)生較小的 EMI輻射干擾，同時(shí)也具備了較佳的抗干擾能力[16-17]，我們以下圖說(shuō)明 :B跟 C為差分訊號(hào)，而 A為鄰近的訊號(hào)，當(dāng) A 跟 B、C靠得很近時(shí)， A會(huì)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(dāng) B跟 C很靠近時(shí)，則 SBA = SCA，而又因?yàn)?B跟 C的訊號(hào)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(hào)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(hào)，接收訊號(hào)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(shí)代，多半會(huì)利用 IQ 訊號(hào)，來(lái)達(dá)到 SSB (Single-Sideband) 的調(diào)變方式[16]，而因?yàn)?IQ訊號(hào)會(huì)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(hào)都會(huì)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]。