高速差分信号传输中的差分信号到共模信号的转换

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传输线中不仅存在传播信息的差模信号，还有不传播信息的共模信号，理想情况是不存在相互转化的。差模信号与共模信号的转化是由于差分传输线不对称造成的，造成不对称的原因很多，差分传输线的长度差像拐角、差分传输线由于刻蚀差异造成传输线特性阻抗不同、两个传输线的差异性耦合、临近效应、终端差异，弯曲等等都可能是造成差模信号与共模信号的转化。
这种转化我们可以理解为两条传输线的延迟是不同的，当信号在传输线上传播由于到达终端的延迟是不同的，一个早一些到达，这样就会产生相位差，将部分差模信号转化成共模信号。转化的为共模信号的多少由信号频率、传输线的长度、两条传输线上的信号时延差所决定的。
转换产生的共模信号会干扰差分信号的传输质量，降低信噪比和传输效率。在极端情况下，如果转换过多，甚至可能导致信号无法正确接收和解码。
为了减少差分信号到共模信号的转换，可以采取以下措施：优化传输线设计：确保传输线具有高度的对称性，减少长度差、拐角等不对称因素。等长等距布线：在PCB设计中，尽量保持差分信号线的等长等距，以减少信号错位和时延差。
综上所述，差分信号到共模信号的转换是差分传输中需要关注的重要问题之一，通过优化传输线设计和采取适当的抑制措施，可以有效减少这种转换对信号传输质量的影响。下面将探究实际信号传输的情况下，差分信号到共模信号的转换情况，如下图是评估不同匹配的仿真原理图，仿真中两个单端输入信号存在一个延时td来模拟两根信号在传输过程中的skew。   


从上述实验可以看到，因为有如下问题，差分路径都要尽可能的对称设计：

1）差分信号在传输中的不匹配（如串扰、负载偏差、延迟偏差、边沿偏差等）均会造成差分信号的失真。

2）差分信号在传输中的不匹配会造成差分信号到共模信号的转换，不管负载端是否进行共模匹配，共模噪声都有可能产生EMI问题。   

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