SJK小課堂 | 差分晶振作用

首先，我們需要理解“差分信號”的概念。 

普通晶振（單端）：像一個人大聲喊話，容易受環(huán)境噪音干擾。

差分晶振：像兩個人一唱一和，一個說“正詞”，一個同步說“反詞”。接收端只關(guān)心兩者的差異。

這樣，外界的噪音會同時干擾這兩路信號，但由于接收端只識別差異，噪音就被自然抵消了。

核心好處：

抗干擾極強，信號更穩(wěn)。

自身噪音小，不干擾別人。

因此，它專用于對時序要求苛刻的高速通信設(shè)備（如網(wǎng)絡(luò)、服務(wù)器），是保證信號精準的關(guān)鍵。

差分晶振的核心作用

差分晶振的核心作用是提供一個高質(zhì)量、高穩(wěn)定、低噪聲的時鐘基準，特別適用于對時序和信號完整性要求極高的場合。其具體作用可以分解為以下幾點：

 1. 卓越的抗干擾能力 

這是差分信號最核心的優(yōu)勢。外部的電磁干擾、電源噪聲等（稱為“共模噪聲”）會幾乎同時、同幅度地耦合到差分信號的兩根線上。在接收端，由于接收器只計算兩個信號之間的差值，這些共模噪聲就會被有效地抵消掉。 

作用： 確保在復(fù)雜電磁環(huán)境或長距離傳輸中，時鐘信號依然純凈、準確，極大降低了系統(tǒng)因時鐘抖動而出錯的概率。 

2. 更低的電磁輻射 

單端信號在高速切換時，電流回路面積較大，會產(chǎn)生較強的電磁干擾。而差分信號的兩根線電流方向相反，它們產(chǎn)生的磁場會相互抵消，從而顯著降低了整體的電磁輻射。 

作用： 幫助設(shè)備更容易通過EMC（電磁兼容性）認證，減少對系統(tǒng)內(nèi)其他部件的干擾，提高系統(tǒng)穩(wěn)定性。 

3. 更低的時鐘抖動 

抖動是時鐘邊沿偏離其理想位置的時間誤差。對于高速數(shù)字系統(tǒng)（尤其是高速SerDes接口），過大的抖動會嚴重壓縮時序裕量，導(dǎo)致誤碼率上升。差分信號由于其對稱性和抗干擾性，能夠產(chǎn)生比單端信號抖動更低的時鐘。 

作用： 為高速數(shù)據(jù)傳輸（如PCIe、SATA、萬兆以太網(wǎng)等）提供精確的時序參考，是保證這些接口性能的關(guān)鍵。 

4. 適合長距離傳輸 

在板級設(shè)計中，當時鐘信號需要從板卡一端傳輸?shù)搅硪欢藭r，單端信號容易衰減和失真。差分信號由于其抗干擾特性，能夠支持更長的傳輸距離而保持信號質(zhì)量。 

作用： 在大型或復(fù)雜的PCB板上，可以更可靠地將時鐘分配到各個需要它的芯片。