高速信号（RE）辐射问题分析与调试（一）
高速差分信号引起的辐射骚扰场强发射不达标问题的占比非常高，且应用非常广泛，给分析与设计带来很大挑战。高速差分信号噪声类型主要分为两大类：高速差分时钟信号与高速差分数据信号。
【备注说明】
高速差分时钟信号又分为独立时钟信号对与嵌入式时钟信号两种方式，独立时钟信号例如HDMI信号、LVDS信号，嵌入时钟信号例如USB、V-By-One等。
01、高速差分信号噪声耦合机理分析
高速差分信号由于信号上升沿/下降沿非常陡峭，时间非常短，其电流变化率（di/dt）、电压变化率（dv/dt）大，容易在附近的信号布线上产生容性与感性耦合,即发生串扰耦合。高速差分信号的阻抗设计，是保证阻阻抗匹配的重要条件，阻抗匹配时信号反射能量最小化。相反阻抗不匹配时可能产生严重的信号反射，从而产生驻波噪声，导致辐射测试不达标，严重的情况下导致信号无法正常传输。
高速差分信号回流路径设计，在辐射发射问题中的占比也很高，回流路径与信号路径共同构成信号的传输路径，回流路径设计会导致如下问题：
回流路径设计影响信号传输的环路面积，环路面积越大越容易向空间发射噪声，也容易耦合外部噪声干扰：如ESD噪声、EFT噪声、雷击浪涌噪声以及空间电场干扰等。
强弱信号使用共同的回流路径时，强信号噪声会通过共环路耦合到弱信号环路中，导致共环路干扰，也会导致强信号的噪声通过弱信号耦合向空间辐射发射，产生严重的辐射发射问题。
回流路径可以是完整参考平面，也可以选择伴随地线，伴随地线与参考平面同时存在时，由于参考平面阻抗更低，信号会优选参考平面作为回流路径。回流路径阻抗越小，信号流过时产生的电位差就越小产生的共模噪声就越小。
02、高速差分信号阻抗影响分析调试与设计
PCB Layout设计过程中会进行阻抗设计计算，特性阻抗主要影响因素为：线宽、线距、铜厚、板材介电常数、绿油或者白油的介电常数、板厚等。特性阻抗实际上反映的是阻抗变化范围，瞬时阻抗才是EMC设计重点关注的对象，阻抗设计管控要点如下：
差分信号PCB布线的线宽保持不变，尤其是在外部端子引脚、芯片引脚、器件引脚处，在满足性能指标的基础上，减少器件的使用数量，可以减少阻抗突变点。
差分信号PCB布线上除却阻抗设计考虑的绿油、白油、黑色油墨等材料，避免差分信号线上再叠加其它材料，比如在差分信号上覆盖贴纸，在贴纸处会出现阻抗跌落的情况。
差分信号阻抗受到PCB生产工艺的影响，为减小生产工艺的影响程度，在满足阻抗设计的条件下选择较宽的线宽设计更加重要；线宽越宽受PCB生产刻蚀环节的影响就越小，当差分信号布线线宽接近器件焊盘线宽时，在器件引脚处产生的阻抗突变就越小，信号反射同样也会变小。
在连接器、芯片引脚处无法避免阻抗突变的点，可以选择线宽渐变的设计方式，来减小线宽变化太大引起的阻抗严重反射。
