什麼是差分訊號?怎樣差分走線?

2021-10-25 03:56:42 字數 1660 閱讀 6482

1、什麼是差分訊號?

差分訊號是用乙個數值來表示兩個物理量之間的差異。差分訊號又稱差模訊號,是相對共模訊號

而言的。

我們用乙個方法對差分訊號做一下比喻,差分訊號就好比是蹺蹺板上的兩個人,當乙個人被蹺上去的時候,另乙個人被蹺下來了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續蹺蹺板的類推,正值可以表示左邊的人比右邊的人高,而負值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個人都是同一水平。 

2、差分訊號與單端訊號的區別

單端訊號指的是用乙個線傳輸的訊號,一根線沒參考點怎麼會有訊號呢?參考點就是地啊。也就是說,單端訊號是在一跟導線上傳輸的與地之間的電平差。那麼當你把訊號從a點傳遞到b點的時候,有乙個前提就是a點和b點的地電勢應該差不多是一樣的。差分訊號指的是用兩根線傳輸的訊號,傳輸的是兩根訊號之間的電平差。當你把訊號從a點傳遞到b點的時候,a點和b點的地電勢可以一樣也可以不一樣,但是a點和b點的地電勢差有乙個範圍,超過這個範圍就會出問題了。乙個差分訊號是用乙個數值來表示兩個物理量之間的差異。從嚴格意義上來講,所有電壓訊號都是差分的,因為乙個電壓只能是相對於另乙個電壓而言的。在某些系統裡,系統地被用作電壓基準點。當地當作電壓測量基準時,這種訊號規劃被稱之為單端的。我們使用該術語是因為訊號是用單個導體上的電壓來表示的。

另一方面,乙個差分訊號作用在兩個導體上。訊號值是兩個導體間的電壓差。儘管不是非常必要,這兩個電壓的平均值還是會經常保持一致。我們用乙個方法對差分訊號做一下比喻,差分訊號就好比是蹺蹺板上的兩個人,當乙個人被蹺上去的時候,另乙個人被蹺下來了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續蹺蹺板的類推,正值可以表示左邊的人比右邊的人高,而負值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個人都是同一水平。這兩個蹺蹺板用一對標識為v+和v-的導線來表示。當v+>v-時,訊號定義成正極訊號,當v+

3、差分訊號的優點

優點一,相對於單端訊號,差分訊號減小了潛在的電磁干擾(emi)。使用差分方式傳輸,訊號的電壓峰峰值會被放大了一倍,但是單根線上的電流卻保持不變。如果採用傳統的單線傳輸方式,在驅動相同的訊號時,更容易造成emi問題。

優點二,差分訊號的值很大程度上與「地」的精確值無關,能很好的抵抗電源的干擾。在乙個地做基準,單端訊號方案的系統裡,測量訊號的精確值依賴系統內地的一致性。訊號源和訊號接收器距離越遠,他們區域性地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分訊號恢復的訊號值在很大程度上與地的精確值無關,而在某一範圍內。假如兩條訊號都收到同樣的(同向、等幅度)的干擾訊號,由於接收端是對接收的兩條線訊號進行減法處理,因此干擾訊號會被基本抵消。也就是說,乙個差分放大器的輸入有效訊號幅度只需要幾毫伏,但是它卻能夠對乙個高達幾伏特的共模訊號無動於衷。

優點三,差分對內每根訊號都有自己的返回路徑,能夠減輕訊號跨分割帶來的影響。單線跨分割對傳輸線的影響很大,差分線對跨分割就不是那麼敏感,主要原因就是,差分對兩線可以互為參考,兩根線可以相互作為返回路徑。

4、差分訊號在做pcb設計時的處理方法

一般我們在做pcb設計時,習慣的硬體命名上,會在差分訊號的訊號名尾部加「+」和「-」或者「p」和「n」作為標識,大家可以通過命名來識別差分訊號。常規的差分訊號處理方法是:

1、 差分訊號走線要耦合處理,就是2根訊號線在pcb設計時是緊挨著的,不允許分開走線,

2、一對差分訊號的2根訊號線之間需要做等長處理,等長範圍為5mil,等長不需要做到更小,有**驗證,等長範圍做到5mil以下(1mil)並不能對訊號質量有很大提公升。等長處理的位置選擇在產生長度誤差的地方,等長需要做小波浪處理。

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