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单端信号和差分信号区别

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[LV.3]偶尔看看II

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楼主
发表于 昨天 10:56 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
本文为大家详细介绍单端信号和差分信号区别。
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,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,相位相差180度,极性相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。
差分信号优点
差分信号的第一个好处是,因为你在控制‘基准’电压,所以能够很容易地识别小信号。在一个地做基准,单端信号方案的系统里,测量信号的精确值依赖系统内‘地’的一致性。信号源和信号接收器距离越远,他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与‘地’的精确值无关,而在某一范围内。



差分信号的第二个主要好处是,它对外部电磁干扰(EMI)是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值,这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外,差分信号比单端信号生成的EMI还要少。
差分信号提供的第三个好处是,在一个单电源系统,能够从容精确地处理‘双极’信号。为了处理单端,单电源系统的双极信号,我们必须在地和电源干线之间某任意电压处(通常是中点)建立一个虚地。用高于虚地的电压来表示正极信号,低于虚地的电压来表示负极信号。接下来,必须把虚地正确地分布到整个系统里。而对于差分信号,不需要这样一个虚地,这就使我们处理和传播双极信号有一个高真度,而无须依赖虚地的稳定性。

差分信号波形和单端等价


差分信号缺陷
差分电路的主要缺陷是走线的增加。因此,如果你的应用中这些优点没有一个是特别重要的,那么就不值得为差分信号以及附带的布线考虑增加面积。但是如果这些优点在你的电路中产生了显著的性能差异,那么增加的布线面积就是我们付出的代价。
单端信号和差分信号区别
一、基本区别
单端信号指的是用一个线传输的信号,一根线没参考点怎么会有信号呢?参考点就是地啊。也就是说,单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差。那么当你把信号从A点传递到B点的时候,有一个前提就是A点和B点的地电势应该差不多是一样的。
差分信号指的是用两根线传输的信号,传输的是两根信号之间的电平差。当你把信号从A点传递到B点的时候,A点和B点的地电势可以一样也可以不一样,但是A点和B点的地电势差有一个范围,超过这个范围就会出问题了。
二、传输上的差别
单端信号的优点是,省钱、方便。
大部分的低频电平信号都是使用单端信号进行传输的。一个信号一根线,最后,把两边的地用一根线一连,完事。缺点在不同应用领域暴露的不一样,归结起来,最主要的一个方面就是,抗干扰能力差。

首先说最大的一个问题,地电势差以及地一致性。大家都认为地是0V,实际上,真正的应用中地是千奇百怪变化莫测的一个东西,我想我会专门写一些地方面的趣事。比如A点到B点之间,有那么一根线,用来连接两个系统之间的地,那么如果这根线上的电流很大时,两点间的地电势可能就不可忽略了,这样一个信号,从A的角度看起来是1V,从B的角度看起来可能只有0.8V了,这可不是一个什么好事情,这就是地电势差对单端信号的影响。接着说地一致性。实际上很多时候这个地上由于电流忽大忽小,布局结构远远近近,地上会产生一定的电压波动,这也会影响单端信号的质量。
差分信号在这一点有优势,由于两个信号都是相对于地的,当地电势发生变化时,两个信号同时上下浮动(当然是理想状态下),差分两根线之间的电压差却很少发生变化,这样信号质量不久高了吗?其次就是传输过程中的干扰,当一根导线穿过某个线圈时,且这根线圈上通着交流电时,这根导线上会产生感应电动势。实际上工业现场遇到的大部分。问题就是这么简单,可是你无法抗拒,如果是单端信号,产生多少,就是多少,这就是噪声你毫无办法。但是如果是差分信号,你就可以考虑拉,为啥呢,两根导线是平行传输的,每根导线上产生的感应电动势不是一样吗,两个一减,他不久没了吗。确实,同样的情况下,传输距离较长时,差分信号具有更强的驱动能力、更强的抗干扰能力,同样的,当你传输的信号会对其他设备有干扰时,差分信号也比单端信号产生的信号相对小,也就是常说的EMI特性。

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[LV.5]常住居民I

沙发
发表于 昨天 13:21 | 只看该作者
学习了,原来差分信号还有这么多讲究啊。

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GMT+8, 2018-1-18 17:29

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