記得在剛學(xué)習(xí)差分線（對(duì)）的時(shí)候，總是對(duì)一些概念把握不準(zhǔn)，很多概念都會(huì)混淆，比如差分（很多人還會(huì)誤解成差模）、共模、奇模與偶模，以及由此延伸出的差分阻抗、共模阻抗、奇模阻抗與偶模阻抗，光是這些概念，就很容易讓初學(xué)者望而卻步，剛覺(jué)得好像摸著點(diǎn)了門(mén)道，但越往下看越覺(jué)得摸不著頭腦，概念太多太容易混亂，這就是初學(xué)者的痛苦。好吧，要想完全理解，沒(méi)有個(gè)兩三遍回爐是很難入信號(hào)完整性之門(mén)的，除非過(guò)目不忘哈。

當(dāng)然我沒(méi)有過(guò)目不忘的本事，所以就只能把書(shū)老老實(shí)實(shí)的看了一遍又一遍，然后才有了一些學(xué)習(xí)的筆記，記錄了對(duì)這些概念的個(gè)人理解。

差分線本身沒(méi)有任何內(nèi)涵，就是兩根普通的單端傳輸線（一般默認(rèn)線寬線厚一致）的組合而已，它們之間可以沒(méi)有任何關(guān)系，最終決定它們特性的其實(shí)是這兩條傳輸線上的信號(hào)傳輸方式，在這里主要介紹兩種比較特殊的傳輸方式，奇模與偶模傳輸，它們都可以實(shí)現(xiàn)無(wú)失真的傳輸。奇模就是兩線上有大小相等方向相反的驅(qū)動(dòng)電壓，偶模就是兩線上有大小相等方向相同的驅(qū)動(dòng)電壓。它們是信號(hào)傳輸?shù)姆绞剑纸屑?lì)狀態(tài)，相對(duì)人而言，模態(tài)賦予了差分線的生命和精神，沒(méi)有激勵(lì)，差分線只是肉體而已。對(duì)于無(wú)失真的傳輸來(lái)講，差分線有奇模狀態(tài)和偶模狀態(tài)之分，它們可以用如下圖一來(lái)表示。

圖一 奇、偶模狀態(tài)

在奇模狀態(tài)下，加載在兩根傳輸線上的電壓我們叫做差分信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)達(dá)到接收器時(shí)，接收器從兩個(gè)信號(hào)的差值中提取信息，這個(gè)差值信號(hào)就是差分信號(hào)。同時(shí)，接收端還能感受到另一種信號(hào)，這個(gè)信號(hào)就是兩條傳輸線上的平均電壓，我們把這個(gè)平均電壓叫做共模信號(hào)。如下圖二所示。

圖二 差分信號(hào)與共模信號(hào)

通過(guò)上圖我們就能知道差分信號(hào)和共模信號(hào)其實(shí)是兩個(gè)單端信號(hào)的組合，可以通過(guò)下面兩個(gè)公式得到差分電壓和共模電壓的值。

同時(shí)差分與共模是共存的，他們是兩個(gè)信號(hào)之間的兩種不同分量，所以V1和V2也可以由Vdiff和Vcomm來(lái)表示如下。

同時(shí)我們也可以看到，組成差分信號(hào)的兩根單端信號(hào)在傳輸線上傳輸仍要遵循單端信號(hào)傳輸?shù)母鞣N規(guī)律，所以我們?cè)诳?a target="_blank">DDRx時(shí)鐘信號(hào)質(zhì)量時(shí)，既要看差分信號(hào)質(zhì)量，同時(shí)還要分別看單端信號(hào)的質(zhì)量情況。一般我們不看共模信號(hào)，通常它不攜帶有用信息，理想情況下，共模信號(hào)是恒定的，但很多情況下我們的傳輸線不可能完全對(duì)稱(chēng)，所以就會(huì)帶來(lái)共模分量的改變，這個(gè)分量會(huì)帶來(lái)潛在的EMI問(wèn)題。

根據(jù)上面的理解，當(dāng)差分線上傳輸?shù)氖遣罘中盘?hào)時(shí)，此時(shí)差分線處于奇模狀態(tài)，那么每條單根信號(hào)線的阻抗就叫奇模阻抗，簡(jiǎn)單來(lái)說(shuō)奇模阻抗就是當(dāng)差分線處于奇模狀態(tài)時(shí)的每條單根信號(hào)的特性阻抗，它是每條單端信號(hào)線與其返回路徑之間的阻抗，所以奇模阻抗是針對(duì)單根信號(hào)來(lái)說(shuō)的。而差分阻抗是差分信號(hào)沿著差分對(duì)傳輸時(shí)感受到的阻抗，它是兩根單線阻抗（奇模阻抗）的串聯(lián)，在線寬線厚一致的情況下，差分阻抗等于奇模阻抗的2倍，即Zdiff=2*Zodd。

同樣，當(dāng)差分對(duì)處于偶模狀態(tài)時(shí)，此時(shí)每條單根信號(hào)線上的阻抗就叫做偶模阻抗，偶模阻抗和奇模阻抗一樣，都是針對(duì)單根信號(hào)來(lái)說(shuō)的。那共模阻抗又是怎么回事呢？這里要簡(jiǎn)單的區(qū)分一下，共模阻抗其實(shí)是純共模信號(hào)的產(chǎn)物，還記得我們前面說(shuō)的共模信號(hào)與差分信號(hào)是共存的，它是兩信號(hào)線電壓的平均值，但純共模信號(hào)一般指的是在兩信號(hào)線上施加大小相等方向相同的電壓，此時(shí)差分對(duì)正好處于偶模狀態(tài)。而純共模信號(hào)沿著差分對(duì)傳輸時(shí)感受到的阻抗，它是兩根單線阻抗（偶模阻抗）的并聯(lián)，我們通常叫這個(gè)并聯(lián)阻抗為共模阻抗，其實(shí)嚴(yán)格來(lái)說(shuō)它應(yīng)該叫純共模阻抗，所以共模阻抗是最不好理解的。由于是兩根相同傳輸線偶模阻抗的并聯(lián)，共模阻抗就等于偶模阻抗的一半，即Zcomm=1/2*Zeven。

差分阻抗與奇模阻抗，共模阻抗與偶模阻抗可以通過(guò)如下圖三來(lái)描述。

圖三

對(duì)于兩條無(wú)耦合的50ohm傳輸線構(gòu)成的差分對(duì)，奇模阻抗等于偶模阻抗，即Zodd=Zeven=50ohm，差分阻抗等于2倍的奇模阻抗，即Zdiff=2*Zodd= 100ohm，共模阻抗等于偶模阻抗的一半，即Zcomm=1/2*Zeven=25ohm。下圖四是某阻抗計(jì)算軟件得到的無(wú)耦合下的各種阻抗結(jié)果。

圖四

對(duì)于兩條有耦合的差分線，由于互容互感的存在，在其他條件不變的情況下，每條線的奇模阻抗將會(huì)減小，偶模阻抗將會(huì)增加，此時(shí)偶模阻抗將會(huì)大于奇模阻抗，這樣會(huì)導(dǎo)致差分阻抗將會(huì)相對(duì)減小，共模阻抗將會(huì)相對(duì)增加，這也是為什么我們?cè)诓季€的時(shí)候要求拉大信號(hào)之間的間距，因?yàn)槌舜當(dāng)_外，它還會(huì)影響信號(hào)的阻抗。如下圖五所示為軟件計(jì)算的有耦合情況下的各阻抗值。

總結(jié)一下，奇模和偶模代表的是電壓的傳輸方式，也是差分線特殊的信號(hào)激勵(lì)狀態(tài)，奇模阻抗是差分線處于奇模狀態(tài)時(shí)單根線的特性阻抗，而此時(shí)差分信號(hào)感受到的阻抗就是差分阻抗；偶模阻抗是差分線處于偶模狀態(tài)時(shí)單根線的特性阻抗，此時(shí)共模信號(hào)感受到的阻抗就是共模阻抗，其實(shí)叫純共模阻抗更準(zhǔn)確一點(diǎn)。

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