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1.61 什么叫差分信号,差分传输与单根传输的区别是什么?

差分传输是一种信号传输技术(类型),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、相位相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。差分信号用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

差分信号就好比跷跷板上的两个人,当一个人被跷上去的时候,另一个人被跷下来,但是他们的平均位置是不变的。继续进行跷跷板的类推,正值可以表示左边的人比右边的人高,而负值表示右边的人比左边的人高。0表示两个人处于同一水平。

当采用差分信号进行传输的时候,增加了相关接口电路的复杂性,其好处如下:

①因为差分线可以控制基准电压,所以能够很容易地识别小信号。在一个地做基准(基准电压)、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,它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。

②差分线对外部电磁干扰(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,那么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。

③差分线在一个单电源系统中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,必须在地和电源干线之间的某任意电压处(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,用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,不需要虚地,这就使处理和传播双极信号有一个高逼真度,而无须依赖虚地的稳定性。