【導讀】最近的筆記本變得格外的纖薄。在初期的時(shí)候，它如同一個(gè)超特大的便當盒，即便已經(jīng)如此之大，居然還附帶了許多連接器。與打印機的連接也是并行接口，使用粗大結實(shí)的電纜，以2Mbps的速率與打印機進(jìn)行通訊，而這些正在逐漸成為一種遙遠的記憶。
目前，打印機、硬盤(pán)、鼠標等各種設備可以通過(guò)較細的USB電纜進(jìn)行連接。USB3.0使得速率到達5Gbps(5120Mbps)，通訊速度變得更加理想。而支撐此種技術(shù)的就是高速差分傳輸技術(shù)。這次針對高速差分傳輸技術(shù)的使用背景進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明。
以 前，個(gè)人電腦所連接電纜的信號傳輸的主流方式是單端信號方式，其代表性特點(diǎn)是打印機連接使用并行接口，調制解調器使用RS-232C。單端信號傳輸采用的 是多個(gè)信號線(xiàn)共同使用信號返回的地線(xiàn)的方式。進(jìn)行電壓檢測時(shí)，通過(guò)地線(xiàn)信號的電位，判斷邏輯。在這種方式下，列舉如下兩個(gè)提高傳輸速率的方法。
① 提高各信號線(xiàn)的傳輸速度。
② 增加信號線(xiàn)個(gè)數。
圖1. 信號的單端傳輸
如果使用②的方法，連接器會(huì )更加大型化，電纜也變得更粗。要說(shuō)起來(lái)的話(huà)，是希望通過(guò)提高信號的傳輸速度，減少其中的信號線(xiàn)數量，從而實(shí)現瘦身簡(jiǎn)化。但是如果單純地提高信號的速度，那么不僅需要昂貴的IC，而且輻射的EMI噪音也會(huì )變強。
如果降低電壓振幅，那么由于信號的上升/下降時(shí)間會(huì )縮短，高速傳輸也變得相對容易。但是，它也不盡是優(yōu)勢，如果電壓降低，那么由于外部噪音的影響，很容易發(fā)生誤動(dòng)作。
為 解決這些問(wèn)題，差分輸送技術(shù)被利用了起來(lái)。所謂差分輸送，是指使用兩根信號線(xiàn)，使電流在彼此間逆向流動(dòng)，并通過(guò)信號線(xiàn)間的電位差進(jìn)行傳輸的方法。至于來(lái)自 于外部的噪音，即使在正負兩端的信號線(xiàn)外施加同樣的噪音，因差分傳輸而容易發(fā)現信號線(xiàn)間的電位差，所以噪音會(huì )被消除，不易引發(fā)誤動(dòng)作。[page]
圖2. 信號的差分傳輸
圖3． 未外加噪音時(shí)的波形
圖4 外加噪音時(shí)的波形
此外，通過(guò)相互間逆向流過(guò)電流，抵消磁通，由此降低信號高次諧波所引發(fā)的EMI噪音。
圖5. 差分傳輸的噪音降低原理
雖然說(shuō)差分傳輸線(xiàn)不太可能釋放EMI噪音，但是驅動(dòng)器IC的基準電位的波動(dòng)和傳輸線(xiàn)的非對稱(chēng)性，不 可避免地會(huì )引發(fā)某種程度的共模噪音。因此，也出現了希望有消除共模噪音元器件的需求，共模扼流線(xiàn)圈作為噪音濾波器也就隨之被開(kāi)發(fā)出來(lái)。共模扼流線(xiàn)圈不僅具 備抑制EMI噪音的效果，而且可以通過(guò)如同變壓器般的功能，改善信號的非對稱(chēng)性，擁有波形整形的效果。
