差分信號你必須知道這些

差分信號只是使用兩根信號線傳輸一路信號，依靠信號間電壓差進行判決的電路，既可以是模擬信號，也可以是數(shù)字信號。實際的信號都是模擬信號，數(shù)字信號只是模擬信號用門限電平量化后的取樣結(jié)果。因此差分信號對于數(shù)字和模擬信號都可以定義。

一個差分信號是用一個數(shù)值來表示兩個物理量之間的差異。從嚴格意義上來講，所有電壓信號都是差分的，因為一個電壓只能是相對于另一個電壓而言的。在某些系統(tǒng)里，系統(tǒng)“地”(GND)被用作電壓基準點。當“地”當作電壓測量基準時，這種信號規(guī)劃被稱之為單端的。我們使用該術語是因為信號是用單個導體上的電壓來表示的。

VDS不是傳輸速率快，是抗干擾能力強。有信號時，一棵線電壓+V，另一棵線電壓-V，接收端獲得的信號是兩者的差值+V-(-V)=2V。外界的干擾信號在兩棵線中山上的是同樣幅度和極性的+v信號，在接收端差值的過程中互相抵消了。由于抗干擾能力強，數(shù)字信號不易出錯，可以避免因校驗出錯引起的重發(fā)，從這個意義上說差分信號傳輸速率。

差分的概念在《模擬電路》課程里已經(jīng)學習過了。差分信號是一對大小相等而極性相反的對稱信號，差分信號用于傳輸有用的信號。共模信號是作用于差分信號線上的一對大小相等極性也相同的信號，共模信號往往來自于外部干擾。差分信號在接收端是靠差分放大器來檢測的。差分放大器只對兩路輸入信號之間的差值起放大作用，而對兩路輸入信號共同對地的電位不起作用。

差分傳輸?shù)男盘柲軌驅(qū)ν獠扛蓴_能夠起到很強的抗干擾能力。

原始的輸入信號經(jīng)過倒相器和緩沖器之后形成一對大小相等而極性相反的差分信號。對模擬信號，倒相器可以用運算放大器的反相比例放大電路來實現(xiàn)，緩沖器可以用運算放大器的同相跟隨電路來實現(xiàn)。對數(shù)字信號，可以分別用“非門”邏輯和同相緩沖器來實現(xiàn)。

差分信號在PCB(印制線路板)上被安排成“密近平行線”(PCB布線要領!)，用電纜連接兩臺設備時則采用并行排線或雙絞線。在差分信號傳輸過程中會遇到外部干擾信號，但是，由于兩根差分信號線始終在一起，因此干擾信號一般都會同時作用在兩根信號線上，形成疊加在兩根信號線上大小相等相位也相同的共模信號。

到了接收端，差分放大器只對差分信號(有用信號)敏感，而對共模信號(干擾信號)形成抑制。這樣，差分傳輸?shù)男盘柧途邆淞撕軓姷目垢蓴_能力，因此特別適用于中遠距離通信或高速通信。相比之下，UART的兩根信號線TXD和RXD就不適合于遠距離通信，因為不是差分信號，所以一旦遇到外部干擾，信號就會嚴重畸變，在接收端因無法區(qū)分有用信號的和干擾信號而會形成大量的誤碼。