查看: 120|回复: 2

[讨论] 快点PCB设计【你知道什么是差分信号吗?】

[复制链接]

29

主题

1

好友

406

积分

秀才

Rank: 3Rank: 3

  • TA的每日心情
    难过
    2016-11-23 11:14
  • 签到天数: 20 天

    [LV.4]偶尔看看III

    爱板会员勋章

    发表于 2016-8-19 11:58:43 |显示全部楼层
    你知道什么是差分信号吗?

    一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。从严格意义上来讲,所有电压信号都是差分的,因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。在某些系统里,系统'地'被用作电压基准点。当'地'当作电压测量基准时,这种信号规划被称之为单端的。我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

            另一方面,一个差分信号作用在两个导体上。信号值是两个导体间的电压差。尽管不是非常必要,这两个电压的平均值还是会经常保持一致。我们用一个方法对差分信号做一下比喻,差分信号就好比是跷跷板上的两个人,当一个人被跷上去的时候,另一个人被跷下来了 - 但是他们的平均位置是不变的。继续跷跷板的类推,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 表示两个人都是同一水平。
    跷跷板1.png

    图1 用跷跷板表示的差分信号

            应用到电学上,这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。当V+>V-时,信号定义成正极信号,当V+<V-时,信号定义成负极信号。

            图2 差分对围绕摆动的平均电压设置成 2.5V。当该对的每个信号都限制成 0-5V 振幅时,偏移该差分对会提供一个信号摆动的最大范围。当用单一 5V 电源操作时,经常就会出现这种情况。
    跷跷板2.png

                              图2 差分信号波形和单端等价

    当不采用单端信号而采取差分信号方案时,我们用一对导线来替代单根导线,增加了任何相关接口电路的复杂性。

    那么差分信号提供了什幺样的有形益处,才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢?

    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。

    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。

    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逼真度,而无须依赖虚地的稳定性。


    回复

    使用道具 举报

    无效楼层,该帖已经被删除

    21

    主题

    1

    好友

    972

    积分

    举人

    Rank: 4

  • TA的每日心情
    郁闷
    昨天 21:02
  • 签到天数: 109 天

    [LV.6]常住居民II

    发表于 2016-8-19 18:32:36 |显示全部楼层
    说的很详细啊,和干扰还有关系
    回复

    使用道具 举报

    您需要登录后才可以回帖 登录 | 立即注册

    关闭

    站长推荐上一条 /5 下一条


    手机版|爱板网 |网站地图  

    GMT+8, 2016-12-10 17:03 , Processed in 0.141239 second(s), 13 queries , Memcache On.

    苏公网安备 32059002001056号

    Powered by Discuz!

    回顶部