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如何区分差分信号与单端信号?

发布时间:2023-12-01 发布时间:
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单端信号

单端信号是相对于差分信号而言的,单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成,参考端一般为地端。

差分信号

差分传输是一种信号传输的技术,区别于传统的一根信号线一根地线的做法(单端信号),差分传输在这两根线上都传输信号,这两个信号的振幅相等,相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。

差分与单端信号比较

差分信号与单端信号走线的做法相比,其优缺点分别是:

优点

1、抗干扰能力强。干扰噪声一般会等值、同时的被加载到两根信号线上,而其差值为0,即,噪声对信号的逻辑意义不产生影响。

2、能有效抑制电磁干扰(EMI)。由于两根线靠得很近且信号幅值相等,这两根线与地线之间的耦合电磁场的幅值也相等,同时他们的信号极性相反,其电磁场将相互抵消。因此对外界的电磁干扰也小。

3、时序定位准确。差分信号的接受端是两根线上的信号幅值之差发生正负跳变的点,作为判断逻辑0/1跳变的点的。而普通单端信号以阈值电压作为信号逻辑0/1的跳变点,受阈值电压与信号幅值电压之比的影响较大,不适合低幅度的信号。

缺点

电路板的面积非常紧张,单端信号可以只有一根信号线,地线走地平面,而差分信号一定要走两根等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的线。这样的情况常常发生在芯片的管脚间距很小,以至于只能穿过一根走线的情况下。

注意事项

由于差分比单端有不少好处,在模拟信号传输中很多人愿意使用差分信号,比如桥式应变片式力传感器,其输出信号满量程时有的也只有2mV,如果使用单端信号传输,那么这个信号只要电源的纹波就能把他吃光。所以实际上,都是用仪表运方进行放大后,再进行处理。而仪表运方正是处理差分信号最有力的几个工具之一。但是,使用差分信号时,一定要注意一个问题,共模电压范围。也就是说,这两根线上的电压,相对于系统的地,还是不能太大。你传输0.1V的信号没问题,但是如果一根是 1000.0 另外一根是 1000.1,那就不好玩了,问题在于,在很多场合下使用差分信号都是为了不让两个系统的地简单的共在一起,更不能把差分信号中的一根直接接在本地系统的地上,那不白费劲吗--又成单端了,那么如何抑制共模电压呢?其实也挺简单的,将两根线都通过一个足够大的电阻,连接到系统的地上。这就像一根拴在风筝上的线,我在地上跑跑跳跳,不会影响风筝的高度 但是你永远逃不出我的视线,而我的视线,在电子行业,叫共模电压范围~~嘿嘿 ,最后,回答一个网友的问题:单端转差分怎么转。单单将单端信号用反向跟随器跟随并不是不行,但是差分信号被平白的放大了2倍~~ 常见的用仪表运方+普通运方搭建的单端转差分是个很好的例子。



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