什么是差分传输和差分信号？差分传输有啥好处？

什么是差分信号？

差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输采用两根信号线，在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相差180度，极性相反。在这两根线上传输的信号就是差分信号。如图所示

如上图所示是一对差分信号，他们幅值相等极性相

和普通的单线信号传输相比，采用差分信号需要两路信号线，浪费了物理资源，那这样做带来什么好处呢？

采用差分信号带来什么好处呢？

差分信号的第一个好处是，因为你在控制‘基准’电压，所以能够很容易地识别小信号。因为在单端信号方案的系统里，所有的信号大小都是以地做为参考的，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；而差分信号恢复的信号值在很大程度上与‘地’的精确值无关，为啥呢？分析如下比如：有一对差分信号sn和sp假设参考地点位为g两个信号幅度都为v则：

sp=g+v，sn=g-v，那么接收端差动信号为sign=sp-sn=g+v-(g-v)=2v，可以看出差分信号对参考的地无关。并且差分信号的幅度变成了两倍。因此差分信号可以强化差模信号。

差分信号可以强化差模抑制共模

差分信号的第二个主要好处是，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。数学分析还是同上，因为差分线都是很靠近的走线的，所以若有干扰源干扰，则干扰是同时发生在两路信号的，假设snsp都收到干扰信号为n，则sn变成sn+n，sp变成sp+n，那么差分信号为sign=sp+n-（sp+n）=sp-sn，可以看出对外界干扰具有很强的抗干扰性，所以在敏感的信号系统中一般都会采用差分信号来传输，以减少共模噪声的影响。

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发布于 2024-12-04

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