本文為大家詳細(xì)介紹單端信號和差分信號區(qū)別。

差分信號介紹

差分傳輸是一種信號傳輸?shù)募夹g(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號，這兩個信號的振幅相等，相位相差180度，極性相反。在這兩根線上傳輸?shù)男盘柧褪遣罘中盘枴?/p>

差分信號優(yōu)點

差分信號的第一個好處是，因為你在控制‘基準(zhǔn)’電壓，所以能夠很容易地識別小信號。在一個地做基準(zhǔn)，單端信號方案的系統(tǒng)里，測量信號的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)‘地’的一致性。信號源和信號接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號恢復(fù)的信號值在很大程度上與‘地’的精確值無關(guān)，而在某一范圍內(nèi)。

差分信號的第二個主要好處是，它對外部電磁干擾(EMI)是高度免疫的。一個干擾源幾乎相同程度地影響差分信號對的每一端。既然電壓差異決定信號值，這樣將忽視在兩個導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對干擾不大靈敏外，差分信號比單端信號生成的EMI還要少。

差分信號提供的第三個好處是，在一個單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理‘雙極’信號。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處(通常是中點)建立一個虛地。用高于虛地的電壓來表示正極信號，低于虛地的電壓來表示負(fù)極信號。接下來，必須把虛地正確地分布到整個系統(tǒng)里。而對于差分信號，不需要這樣一個虛地，這就使我們處理和傳播雙極信號有一個高真度，而無須依賴虛地的穩(wěn)定性。

差分信號波形和單端等價

差分信號缺陷

差分電路的主要缺陷是走線的增加。因此，如果你的應(yīng)用中這些優(yōu)點沒有一個是特別重要的，那么就不值得為差分信號以及附帶的布線考慮增加面積。但是如果這些優(yōu)點在你的電路中產(chǎn)生了顯著的性能差異，那么增加的布線面積就是我們付出的代價。

單端信號和差分信號區(qū)別

一、基本區(qū)別

單端信號指的是用一個線傳輸?shù)男盘?，一根線沒參考點怎么會有信號呢?參考點就是地啊。也就是說，單端信號是在一跟導(dǎo)線上傳輸?shù)呐c地之間的電平差。那么當(dāng)你把信號從A點傳遞到B點的時候，有一個前提就是A點和B點的地電勢應(yīng)該差不多是一樣的。

差分信號指的是用兩根線傳輸?shù)男盘?，傳輸?shù)氖莾筛盘栔g的電平差。當(dāng)你把信號從A點傳遞到B點的時候，A點和B點的地電勢可以一樣也可以不一樣，但是A點和B點的地電勢差有一個范圍，超過這個范圍就會出問題了。

二、傳輸上的差別

單端信號的優(yōu)點是，省錢、方便。

大部分的低頻電平信號都是使用單端信號進(jìn)行傳輸?shù)?。一個信號一根線，最后，把兩邊的地用一根線一連，完事。缺點在不同應(yīng)用領(lǐng)域暴露的不一樣，歸結(jié)起來，最主要的一個方面就是，抗干擾能力差。

首先說最大的一個問題，地電勢差以及地一致性。大家都認(rèn)為地是0V，實際上，真正的應(yīng)用中地是千奇百怪變化莫測的一個東西，我想我會專門寫一些地方面的趣事。比如A點到B點之間，有那么一根線，用來連接兩個系統(tǒng)之間的地，那么如果這根線上的電流很大時，兩點間的地電勢可能就不可忽略了，這樣一個信號，從A的角度看起來是1V，從B的角度看起來可能只有0.8V了，這可不是一個什么好事情，這就是地電勢差對單端信號的影響。接著說地一致性。實際上很多時候這個地上由于電流忽大忽小，布局結(jié)構(gòu)遠(yuǎn)遠(yuǎn)近近，地上會產(chǎn)生一定的電壓波動，這也會影響單端信號的質(zhì)量。

差分信號在這一點有優(yōu)勢，由于兩個信號都是相對于地的，當(dāng)?shù)仉妱莅l(fā)生變化時，兩個信號同時上下浮動(當(dāng)然是理想狀態(tài)下)，差分兩根線之間的電壓差卻很少發(fā)生變化，這樣信號質(zhì)量不久高了嗎?其次就是傳輸過程中的干擾，當(dāng)一根導(dǎo)線穿過某個線圈時，且這根線圈上通著交流電時，這根導(dǎo)線上會產(chǎn)生感應(yīng)電動勢。實際上工業(yè)現(xiàn)場遇到的大部分。問題就是這么簡單，可是你無法抗拒，如果是單端信號，產(chǎn)生多少，就是多少，這就是噪聲你毫無辦法。但是如果是差分信號，你就可以考慮拉，為啥呢，兩根導(dǎo)線是平行傳輸?shù)?，每根?dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不是一樣嗎，兩個一減，他不久沒了嗎。確實，同樣的情況下，傳輸距離較長時，差分信號具有更強的驅(qū)動能力、更強的抗干擾能力，同樣的，當(dāng)你傳輸?shù)男盘枙ζ渌O(shè)備有干擾時，差分信號也比單端信號產(chǎn)生的信號相對小，也就是常說的EMI特性。