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    • 一、單端信號
    • 二、差分信號
    • 三、單端信號和差分信號的優(yōu)缺點比較
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【技術(shù)貼】如何分辨單端信號&差分信號

2023/12/08
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一、單端信號

單端信號是相對于差分信號而言的,單端輸入指信號由一個參考端和一個信號端構(gòu)成,參考端一般為地端。

單端信號的特點

1.傳輸距離有限:由于單端信號只通過單個的傳輸線路傳輸,信號傳輸時會遇到傳輸距離 (傳輸線路長度)限制,這會使信號傳輸質(zhì)量下降,從而導(dǎo)致信號失真、噪聲干擾等。

2.千擾較大: 單端信號傳輸過程中會遇到各種T擾,如電磁場干擾、信號疊加千擾等。這些干擾因素會使單端信號傳輸?shù)馁|(zhì)量受到很大的影響,從而影響到整個系統(tǒng)的性能。

3.支持的帶寬有限:由于單端信號在傳輸時只經(jīng)過一個導(dǎo)線,所以它們的支持帶寬相對較低。

4.價格較為便宜或是免費:?單端傳輸是目前大部分的通信設(shè)備的基本傳輸方式,使用范圍非常廣泛。

二、差分信號

嚴(yán)格意義上來說,所有的電壓信號都是“差分”的,因為一個電壓總是相對另一個電壓而言。但大部分情況下,我們會把“地”作為電壓基準(zhǔn)點,從而測得另一個電壓值,這種信號被稱為單端信號。由于是和“地”做比較,單端信號在PCB上的表現(xiàn)通常只有一根導(dǎo)線。

差分傳輸是一種信號傳輸?shù)募夹g(shù),區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號線一根地線的做法(單端信號),差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號,這兩個信號的振幅相等,相位相反。在這兩根線上傳輸?shù)男盘柧褪遣罘中盘枴?/p>

差分信號的特點1.抗噪聲和千擾:差分信號可以有效抵御一些環(huán)境中的電磁噪聲和千擾信號,因為它們只關(guān)心差分信號的變化而不關(guān)心絕對值變化,而千擾信號對于差分信號的兩個輸入端口都是等效的。

2.支持的帶寬寬:由于差分信號需要兩條導(dǎo)線傳輸,所以它們的支持帶寬相對較高,因此可以在高速數(shù)據(jù)傳輸、高速信號處理和高分辨率圖像傳輸?shù)确矫姘l(fā)揮重要作用。

3.精度高:?差分信號在進行信號傳輸時,可以保證信號的精度高和可靠性強。

4.價格較高:相比較單端信號,差分信號及其傳輸設(shè)備的價格比較昂貴。

差分探頭

常見差分信號1. USB:通用串行總線(Universal Serial Bus,USB),是連接計算機系統(tǒng)與外部設(shè)備的一種串口總線標(biāo)準(zhǔn),也是一種輸入輸出接口的技術(shù)規(guī)范,被廣泛地應(yīng)用于個人電腦和移動設(shè)備等信息通訊產(chǎn)品,并擴展至攝影器材、數(shù)字電視(機頂盒)、游戲機等其它相關(guān)領(lǐng)域。USB協(xié)議定義由兩根差分信號傳輸數(shù)字信號,阻抗為90歐姆。對于高速數(shù)字信號的完整性來說,控制差分信號的阻抗非常重要,因為差分阻抗影響差分信號的眼圖、信號帶寬、信號抖動和信號線上的干擾電壓。相關(guān)推薦:USB3.0 信號完整性測試及USB3.0 TX & RX案例分享USB產(chǎn)品信號完整性測試-USB眼圖測試

2. MIPI移動行業(yè)處理器接口( Mobile Industry Processor Interface )?,MIPI聯(lián)盟定義了一系列手機內(nèi)部接口標(biāo)準(zhǔn),如攝像頭接口CSI、顯示接口DSI、射頻接口、麥克風(fēng)接口等。專門在高速模式下采用低振幅信號擺幅,針對功率敏感型應(yīng)用量身定做。采用差分信號傳輸,傳輸線差分阻抗100歐姆。相關(guān)推薦:【案例分享】啟威測實測案例帶你了解MIPI-CSI信號一致性測試

3.HDMI:高清晰度多媒體接口(High Definition Multimedia Interface),是一種數(shù)字化音視頻接口技術(shù),適合影像傳輸?shù)膶S眯蛿?shù)字化接口,它由4對差分線組成。相關(guān)推薦:【案例分享】HDMI 2.1 Source端信號完整性測試案例,附HDMI 2.1眼圖測試報告【案例分享】什么是HDMI 1.4 ?啟威測實測案例帶你了解 HDMI 1.4 信號測試!

三、單端信號和差分信號的優(yōu)缺點比較

1.差分信號在抗千擾方面優(yōu)于單端信號,但差分信號需要2個傳輸導(dǎo)線,所以單端信號在價格更為便宜方面勝出。2.差分信號可以傳輸更寬的帶寬,所以差分信號適合在高速通信方面使用,單端信號則更適用于低速通信。3.單端信號傳輸距離有限,差分信號傳輸長度通常較長,可以在較長的距離內(nèi)進行傳輸。4.如需在電路中采用差分信號,則需要使用專門的差分晶體管、差分運算放大器等器件,價格較高。

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