【導(dǎo)讀】最近的筆記本變得格外的纖薄。在初期的時候，它如同一個超特大的便當(dāng)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(jī)的連接也是并行接口，使用粗大結(jié)實(shí)的電纜，以2Mbps的速率與打印機(jī)進(jìn)行通訊，而這些正在逐漸成為一種遙遠(yuǎn)的記憶。
目前，打印機(jī)、硬盤、鼠標(biāo)等各種設(shè)備可以通過較細(xì)的USB電纜進(jìn)行連接。USB3.0使得速率到達(dá)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)行簡單說明。
以 前，個人電腦所連接電纜的信號傳輸?shù)闹髁鞣绞绞菃味诵盘柗绞?，其代表性特點(diǎn)是打印機(jī)連接使用并行接口，調(diào)制解調(diào)器使用RS-232C。單端信號傳輸采用的 是多個信號線共同使用信號返回的地線的方式。進(jìn)行電壓檢測時，通過地線信號的電位，判斷邏輯。在這種方式下，列舉如下兩個提高傳輸速率的方法。
① 提高各信號線的傳輸速度。
② 增加信號線個數(shù)。
圖1. 信號的單端傳輸
如果使用②的方法，連接器會更加大型化，電纜也變得更粗。要說起來的話，是希望通過提高信號的傳輸速度，減少其中的信號線數(shù)量，從而實(shí)現(xiàn)瘦身簡化。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噪音也會變強(qiáng)。
如果降低電壓振幅，那么由于信號的上升/下降時間會縮短，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)生誤動作。
為 解決這些問題，差分輸送技術(shù)被利用了起來。所謂差分輸送，是指使用兩根信號線，使電流在彼此間逆向流動，并通過信號線間的電位差進(jìn)行傳輸?shù)姆椒?。至于來?于外部的噪音，即使在正負(fù)兩端的信號線外施加同樣的噪音，因差分傳輸而容易發(fā)現(xiàn)信號線間的電位差，所以噪音會被消除，不易引發(fā)誤動作。[page]
圖2. 信號的差分傳輸
圖3． 未外加噪音時的波形
圖4 外加噪音時的波形
此外，通過相互間逆向流過電流，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?shù)脑胍艚档驮?/div>
雖然說差分傳輸線不太可能釋放EMI噪音，但是驅(qū)動器IC的基準(zhǔn)電位的波動和傳輸線的非對稱性，不 可避免地會引發(fā)某種程度的共模噪音。因此，也出現(xiàn)了希望有消除共模噪音元器件的需求，共模扼流線圈作為噪音濾波器也就隨之被開發(fā)出來。共模扼流線圈不僅具 備抑制EMI噪音的效果，而且可以通過如同變壓器般的功能，改善信號的非對稱性，擁有波形整形的效果。
