帮你解决疑难杂症！高速差分对内相差将近120mil怎么绕等长

高速差分对内相差将近120mil怎么绕等长？在哪里绕？大波浪还是小波浪？

先来稍微了解下差分信号，差分线抗干扰能力强，信噪比高，辐射小，带宽容量大等众多优点，使用两根走线传输一路信号，两根线上携带的信息是相同的， 但是信号的相位差是 180 度， 这样两个线产生的场正好相互抵消，减少了辐射的产生。同时由于最终信号取两根信号之差，所以当受到共模信号干扰时，两根线所产生的噪声几乎相同，在接收端做差值时正好被抵消掉。

差分线对噪声天生的抑制能力有效的提高通道的信噪比， 大大的改善了通道的信息容量。所以我们在PCB设计时经常遇到差分信号，也随即带来了绕差分对内等长的问题。如果我们发现把绕对内等长的问题进行小的归纳一下，会发现无非就是下面四个问题：

其一：差分对内布线过程中，在哪个地方绕比较合适？

差分接收端所接收的信号是两根信号的差值，必须保证相位的高度同步；我们应该有注意到，一般走的差分信号速率还都挺高，对待像这种高速差分信号建议采用动态等长，也就是我们所说的实时等长，它与静态等长所不同的是差分对的两个信号无论在哪个位置，都是满足5mil的等长误差。我们在处理静态等长的时候就需要有这种思维：两根线的长度是在哪里引起的误差，就需要在哪里补偿回来，保证实时等长。

结论：

尽可能的做到哪里缺少绕哪里，也就是我们所说的实时动态补偿，在相位失配处就近采取补偿，效果要好于远端补偿。

其二：到底是绕大波浪好，还是小波浪多绕一点好？

我们知道满足等距要求的目的是保持差分阻抗的一致性。若两线忽远忽近, 差分阻抗就会不一致, 就会影响信号完整性及时间延迟。其实间距不等造成的影响是微乎其微的，相比较而言，线长不匹配对时序的影响要大得多。再从理论分析来看，间距不一致虽然会导致差分阻抗发生变化，但因为差分对之间的耦合本身就不显著，所以阻抗变化范围也是很小的，通常在10%以内，只相当于一个过孔造成的反射，这对信号传输不会造成明显的影响。

而线长一旦不匹配，除了时序上会发生偏移，还给差分信号中引入了共模的成分，降低信号的质量，增加了EMI。从阻抗上分析，小波浪绕线阻抗变化分布在比较长的范围内，所以整体变动比较小，大波浪会有较大的阻抗变化。

但如果从相位分析。长距离的小波浪，比如如果你绕120mil的小波浪长度，引入的相位差会变得很大，甚至超过了差分线所能承受的范围， 违背了差分信号传输的基本原则，即要求单线产生的相位差值是要同步的。

我们知道，绕线上有两种信号传输模式，一种模式是沿线传播，另一种模式是沿绕线间的耦合电容直接传输。绕线之间的耦合电容为信号提供了一个低阻抗的回流路径，而且频率越高，这个阻抗就越低，这也是为什么随着频率的升高，相位差随之增大的原因所在。 而小波浪绕线绕线耦合传输引起了相位差异。在这里的话 阻抗的影响其实是小于相位差带来的影响的。

结论：

采用大波浪快速做出补偿，要比分成小段沿线补偿的方式好。 当然大波浪不能太大，适当就行。多领悟杨老师的设计理论：过设计理论，最优设计理论，平衡取舍设计理论等。

其三：是在微带线上绕好还是在带状线上绕好？

关于微带线做等长的问题，觉得微带线做补偿时，阻抗变动较小，从而引起的反射较小。 当高速差分在表层或者底层都有走线的时候，对内等长是在微带线绕好一点还是在带状线绕好一点。其实这个问题用DDR的等长来分析，我们常说DDR数据线走线要同组同层，那同层的原因在哪里？

微带线的走线只有一个参考面，另外一面是暴露在空气中，带状线是指走线有两个参考面。带状线由于电磁场都被束缚在两个参考面之间，所以两者有效介电常数是不一样的。

结论：

同样的在做差分对内等长时，哪里不等长就在哪里绕，比如微带线不等就在微带线绕，带状线处不等长就在带状线绕。

其四：绕线之间的gap大一点好还是小一点好？

信号在蛇形走线上传输时，相互平行的线段之间会发生耦合，呈差模形式，S越小，Lp越大，则耦合程度也越大。可能会导致传输延时减小，以及由于串扰而大大降低信号的质量。为了避免蛇形线自身的串扰，耦合距离就需要相对大一点，所以绕线之间的gap需要做大一点。另外平行耦合长度应尽量减小，这里特别注意绕等长时的相邻层走线。嵌入式微带线或者带状线由于和参考平面耦合的更紧密，所以蛇形线的影响会比微带线小。

结论：

在做相位补偿时， 绕线部分的要控制比较大的 Gap， 减小耦合的强度。 差分的对内等长可以按3W去绕。

解决了这四个问题基本就知道那个120mil对内等长怎么绕了，也就是解决了我们平常中高速信号对内等长怎么绕的问题。