對於速度的渴求始終在增長，傳輸速率每隔幾年就會加倍。這一趨勢在諸如計算

、SAS和SATA存儲方麵的PCIe以yi及ji雲yun計ji算suan中zhong的de千qian兆zhao以yi太tai網wang等deng很hen多duo現xian代dai通tong信xin係xi統tong中zhong很hen普pu遍bian。信xin息xi革ge命ming對dui通tong過guo傳chuan輸shu介jie質zhi傳chuan送song數shu據ju提ti出chu了le巨ju大da挑tiao戰zhan。目mu前qian的de傳chuan輸shu介jie質zhi仍reng然ran依yi賴lai於yu銅tong線xian
，數shu據ju鏈lian路lu中zhong的de信xin號hao速su率lv可ke以yi達da到dao大da於yu25Gbps，並且端口吞吐量可以大於100Gbps。

 

這些串行數據傳輸設計使用差分信號的方式，通過被稱為差分對的一對銅線來傳送數據。A線路和B線路內的信號是等振幅
、反相位高速脈衝。差分信號在很多電路上有使用，比如LVDS，CML和PECL等等。

 

 

串行比特流是通過一個差分對傳播的差分信號。如圖1所示
，差分信號的預計到達時間是一樣的，這樣的話，它們在接收端上保持差分信號的屬性（等振幅
、反相位）。一個接收器被用來恢複信號，然後正確地采樣和恢複數據

，從而實現無誤差數據傳輸。

圖1：理想差分對的電氣屬性

 

 

一個良好設計差分對是成功進行高速數據傳輸的關鍵因素。根據應用的不同，差分對可以是一對印刷電路板 （PCB） 走線，一對雙絞線或一對共用絕緣和屏蔽的並行線（通常稱為Twin-axial電纜）。在這一係列中，我將討論差分對的特點
，以及針對高速數據傳輸的設計問題和解決方案。

 

在這一係列的第一部分中
，讓我們研究一下差分對的主要要求：

 

A線路和B線路都需要保持相當恒定和相等的特性阻抗，通常稱為奇模阻抗，此時兩條線路均差分激勵。

 

差分信號應該在到達目的端時保持差分信號的屬性：幾乎相等的振幅和相反的相位。

 

每條線路的插入損耗應該大致相等。

 

每條線路的傳播延遲應該大致相等。

 

總之，我們應該尋求相等並且相當恒定的奇模阻抗，從而最大限度地減少從源端到目的端整條差分對長度上的阻抗波動。我們也應當使A線路與B線路之間的延遲匹配和插入損耗匹配。此外，我們需要確保插入損耗不會太多，這樣的話，接收器能夠正確地恢複數據。

 

為了滿足上述要求，A線路和B線路應該在它們的物理布局布線中保持高對稱。發射器和接收器也應該在它們的A和B線路電路中保持高對稱
，這樣的話
，它們在A線路和B線路上的電氣負載相等。

 

 

在理想情況下，差分對是完全對稱的
，此時具有無限帶寬並且鄰近信號之間完全隔離。在現實情況下，差分信號通過集成電路 （IC） 封裝、外部器件
、不同的PCB結構、連(lian)接(jie)器(qi)和(he)電(dian)纜(lan)連(lian)接(jie)子(zi)係(xi)統(tong)進(jin)行(xing)傳(chuan)播(bo)。實(shi)現(xian)完(wan)全(quan)對(dui)稱(cheng)的(de)差(cha)分(fen)對(dui)是(shi)件(jian)不(bu)太(tai)容(rong)易(yi)的(de)事(shi)情(qing)。在(zai)以(yi)後(hou)的(de)博(bo)文(wen)中(zhong)，我(wo)將(jiang)討(tao)論(lun)差(cha)分(fen)對(dui)設(she)計(ji)的(de)方(fang)案(an)
，以(yi)及(ji)最(zui)大(da)限(xian)度(du)減(jian)少(shao)發(fa)射(she)信(xin)號(hao)失(shi)真(zhen)的(de)技(ji)術(shu)。

 

德州儀器 （TI） 擁有完整的高速信號調理IC產品線，諸如重定時器（Retimer）和驅動器（Redriver）。它ta們men在zai解jie決jue所suo有you類lei型xing實shi際ji差cha分fen對dui設she計ji時shi碰peng到dao的de不bu理li想xiang情qing況kuang，和he高gao插cha入ru損sun耗hao情qing況kuang大da有you幫bang助zhu，從cong而er在zai現xian代dai係xi統tong中zhong實shi現xian了le可ke靠kao數shu據ju通tong信xin並bing延yan長chang了le傳chuan輸shu距ju離li。