差分信号

原创
2012/06/25 14:39
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差分信号是一对大小相等而极性相反的对称信号,差分信号用于传输有用的信号。共模信号是作用于差分信号线上的一对大小相等极性也相同的信号,共模信号往往来自于外部干扰。差分信号在接收端是靠差分放大器来检测的。差分放大器只对两路输入信号之间的差值起放大作用,而对两路输入信号共同对地的电位不起作用。

差分传输的信号能够对外部干扰能够起到很强的抗干扰能力。

原始的输入信号经过倒相器和缓冲器之后形成一对大小相等而极性相反的差分信号。对模拟信号,倒相器可以用运算放大器的反相比例放大电路来实现,缓冲器可以用运算放大器的同相跟随电路来实现。对数字信号,可以分别用“非门”逻辑和同相缓冲器来实现。

差分信号在PCB(印制线路板)上被安排成“密近平行线”(PCB布线要领!),用电缆连接两台设备时则采用并行排线或双绞线。在差分信号传输过程中会遇到外部干扰信号,但是,由于两根差分信号线始终在一起,因此干扰信号一般都会同时作用在两根信号线上,形成叠加在两根信号线上大小相等相位也相同的共模信号。

到了接收端,差分放大器只对差分信号(有用信号)敏感,而对共模信号(干扰信号)形成抑制。这样,差分传输的信号就具备了很强的抗干扰能力,因此特别适用于中远距离通信或高速通信。相比之下,UART的两根信号线TXD和RXD就不适合于远距离通信,因为不是差分信号,所以一旦遇到外部干扰,信号就会严重畸变,在接收端因无法区分有用信号的和干扰信号而会形成大量的误码。

摘自《差分信号传输原理》:http://hi.baidu.com/ruien/item/93649c48a8773c0e6dc2f0ae

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