差分电路的4大优点及布局考虑，你了解了没？

当提到通信系统时，比起单端电路，差分电路总是能提供更加优良的性能——它们具有更高的线性度、抗共模干扰信号性能等。今天我们就说说RF信号链应用中差分电路的4大优点~

图1. 差分输出振幅

这是因为信号电平的变化(dV/dt或dI/dt)产生相反的磁场，再次相互抵消。

以下展示了连续波(CW)通过一个增益模块的示例。

当使用一个单端放大器时，如图2所示，输出可表示为公式1和公式2。

当使用一个差分放大器时，输入和输出如图3所示，表示为公式3、公式4、公式5和公式6。

理想情况下，输出没有任何偶数阶谐波，使得差分电路成为通信系统一个更好的选择。

其实使用差分电路最大的挑战就是抛开它们难于设计、测试和校正的想法，需要仔细观察如何使用差分滤波器。

『差分滤波器的布局考虑』

2、差分对内的走线布线须彼此靠近。如果一对中的相邻线路之间的距离大于电介质厚度的2倍，则其间的耦合会很小。此规则也是基于差分信号大小相等但方向相反这一事实，如果外部噪声同等地干扰两个信号，则其影响会互相抵消。同样，如果走线并排布线，则差分信号在相邻导线中引起的任何干扰噪声都会被抵消。

3、同一差分对内的走线间距在全长范围内须保持不变。如果差分走线彼此靠近布线，将影响总阻抗。如果此间距在驱动器与接收器之间变化不定，则一路上会存在阻抗不匹配，导致反射。

4、差分对之间的间距应较宽，以使其间的串扰最小。

5、如果在同一层上使用铜皮铺地，应加大从差分走线到铜皮铺地之间的间隙。推荐最小间隙为走线宽度的3倍。

6、在靠近差分对内偏斜源处引入少量弯弯曲曲的校正，从而降低这种偏斜（参见图1）。

图1：使用弯曲校正

7、差分对布线时，应避免急转弯（90°）（参见图2），应使用对称布线（参见图3）。

图2：避免90°弯曲

 

图3：对称布线指南

若需要测试点，应避免引入走线分支，而且测试点应对称放置（参见图4）。

图4：避免走线分支

8、就降低对滤波器元件值的要求，减少印刷电路板(PCB)上的调谐工作量而言，寄生电容和电感应尽可能小。

与滤波器设计中的电感设计值相比，寄生电感可能微不足道。寄生电容对差分IF滤波器更为重要。IF滤波器设计中的电容只有几pF。如果寄生电容达到数十分之一pF，滤波器响应就会受到相当大的影响。为了防止寄生电容影响，一个良好的做法是避免差分布线区域和电源扼流圈下有任何接地或电源层。  

接收器参考设计板（参见图5）提供了差分滤波器PCB布局的一个示例，如图所示ADL5201和AD6649之间有一个五阶滤波器。AD6649是一款14位250MHz流水线式ADC，具有非常好的SNR性能。

图5：差分滤波器PCB布局设计示例

说明：本文来源网络；文中观点仅供分享交流，不代表本公 众 号立场，转载请注明出处，如涉及版权等问题，请您告知，我们将及时处理。