什么叫差分信号差分信号详解

差分信号线的定义和优点

差分信号线的定义和优点一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，系统'地'被用作电压基准点。

当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。

我们使用该术语是因为一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，系统'地'被用作电压基准点。

当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。

我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。

信号值是两个导体间的电压差。

尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。

我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了 - 但是他们的平均位置是不变的。

继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。

0 表示两个人都是同一水平。

图1 用跷跷板表示的差分信号应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。

当V+>V-时，信号定义成正极信号，当V+<V-时，信号定义成负极信号。

图2 差分信号波形和单端等价图2 差分对围绕摆动的平均电压设置成 2.5V。

当该对的每个信号都限制成0-5V 振幅时，偏移该差分对会提供一个信号摆动的最大范围。

当用单一 5V 电源操作时，经常就会出现这种情况。

当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。

那么差分信号提供了什么样的有形益处，才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢？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。

差分信号

差分信号差分信号我们通常认为信号以三种模式沿电路传播：单端、差模或共单模是我们最熟悉的。

它包括介于驱动器与接收器之间的单根导线或走线。

信号沿走线传播并从地返回1。

差模包括介于驱动器与接收器的一对走线（或导线）。

我们一般认为其中一根走线传送正信号而另一根传送负信号，并且大小相等极性相反，没有通过地的返回信号；信号沿一根走线前进并从另外一根返回。

共模信号通常更难于理解。

既可以包括单端走线也可以包括两个（可能更多）差分走线。

同样的信号沿走线以及返回路径（地）或者沿差分对中的两根走线流动。

大部分人往往对共模信号不熟悉，因为我们自己从来不会故意产生它们。

它们通常是由从其它（邻近或外部）源耦合进电路的噪声引起的。

一般来讲，结果最好情况是中性的，最坏情况是具有破坏性的。

共模信号能够产生干扰电路正常运行的噪声，并且是常见的EMI 问题的来源。

优点差分信号相比单端信号有一个显著的缺点：需要两根走线而不是一根，或者两倍的电路板面积。

但是差分信号有几个优点：如果没有通过地的返回信号，地回路的连续性相对就变得不重要了。

因此，假如我们有一个模拟信号通过差分对连接到数字器件，就无需担心跨越电源边界，平面不连续等等问题。

差分器件的电源分割也更容易处理2。

差分电路在低压信号的应用中是非常有益的。

如果信号电平非常低，或者如果信噪比是个问题，那么差分信号可以有效地倍增信号电平（+v-(-v)=2v）。

差分信号和差分放大器通常用于信号电平非常低的系统的输入级。

差分接收器往往对输入信号电平的差敏感，但是常常被设计为对输入的共模偏移不敏感。

因此在强噪声环境中差分信号往往比单端信号有着更好的性能。

考虑差分对的“正”走线。

电流沿走线流动并且必须在一个环路内流动，通常从地返回。

另外一根走线中的负信号也必须在一个环路内流动，通常也从地返回。

这很容易明白如果我们暂时想象一个差分对中的一根走线上的电流保持不变。

另一根走线中的信号必须从某个地方返回并且很清楚返回路径应该是单端信号的返回路径（地）。

什么是差分信号它是如何定义的

什么是差分信号它是如何定义的一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，系统地被用作电压基准点。

当地当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。

我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。

信号值是两个导体间的电压差。

尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。

我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了- 但是他们的平均位置是不变的。

继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。

0 表示两个人都是同一水平。

图1 用跷跷板表示的差分信号应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。

当V+>V-时，信号定义成正极信号图2 差分信号波形和单端等价图2 差分对围绕摆动的平均电压设置成2.5V。

当该对的每个信号都限制成0-5V 振幅时，偏移该差分对会提供一个信号摆动的最大范围。

当用单一5V 电源操作时，经常就会出现这种情况。

当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。

那么差分信号提供了什么样的有形益处，才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢？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。

在一个地做基准，单端信号方案的系统里，测量信号的精确值依赖系统内地的一致性。

信号源。

差分信号工作原理

差分信号工作原理
话说有一次啊，我去参观一个电子工厂。

那里面各种各样的设备看得我眼花缭乱。

我就好奇地到处瞅，这时候就看到了一些奇怪的线，一问才知道，这就是传说中的差分信号线。

咱先说说啥是差分信号呢。

简单来讲呢，就好比两个人一起抬东西。

如果两个人使的力气一样大，朝着一个方向走，那这个东西就稳稳地被抬着走啦。

这就像差分信号里的两个信号，它们大小差不多，方向也一样的时候，就能稳定地传输信息。

要是有一个人突然偷懒或者使反劲了，那可就麻烦了，东西就不稳了。

差分信号也一样，如果两个信号不一样了，那就出问题了。

在这个电子工厂里啊，我看着那些差分信号线，就想象着它们像两个好朋友，一起努力把信息从一个地方传到另一个地方。

它们得配合得特别好，不能有一个掉链子。

要是其中一个信号受到了干扰，比如说旁边有个大磁场啥的，就像有人在旁边捣乱，想把这两个好朋友分开。

但是呢，因为它们是一起行动的，所以就不那么容易被干扰。

另一个信号会帮着它，一起对抗干扰。

你看啊，这差分信号就像两个小伙伴，互相扶持，共同完成任务。

它们一起努力，把信息准确地传送到目的地，就像我们和好朋友一起做一件事情，互相帮忙，才能做得更好。

所以说啊，这差分信号的工作原理呢，其实就跟我们生活中的很多事情一样。

大家一起合作，互相配合，就能把事情做好。

要是有一个人不认真，那就容易出问题。

咱以后不管做啥事儿，也得像差分信号里的两个信号一样，齐心协力，才能成功哦。

嘿嘿。

allegro差分线打孔方式

在这篇文章中，我将会按照您的要求对allegro差分线打孔方式进行深入探讨。

我会从简到繁地解释这个主题，以便您能更深入地理解。

让我们来明确一下什么是allegro差分线打孔方式。

在PCB设计中，allegro差分线打孔方式是一种常见的设计技术，用于传输高速差分信号。

它通过对PCB上的信号线进行特殊的布局和打孔方式，来减小信号传输中的串扰和失真，确保信号的高质量传输。

现在，让我来逐步展开这个主题。

1. 差分信号：在开始讨论allegro差分线打孔方式之前，我们需要先了解什么是差分信号。

差分信号是指在信号传输中同时传输正负对称的两个信号，通过两条相互独立的信号线来传输。

这种传输方式可以有效地减小外部干扰对信号的影响，提高信号的抗干扰能力。

2. allegro差分线打孔方式原理：allegro差分线打孔方式的原理是通过合理的布局和打孔方式来减小信号线间的串扰和失真。

在PCB设计中，我们可以采用不同的打孔方式来优化差分线路的传输效果。

这些方式包括但不限于：通过合适的间距和走线方式来减小信号线间的串扰；通过选择合适的打孔方式来减小信号线的传输损耗等等。

3. allegro差分线打孔方式的优点：采用allegro差分线打孔方式有许多优点。

它可以有效地减小信号线间的串扰和失真，提高信号的传输质量。

通过合理的布局和打孔方式，可以减小信号线的传输损耗，延长信号传输的距离。

另外，allegro差分线打孔方式还可以提高PCB的抗干扰能力，减小外部环境对信号的影响。

4. 个人观点和理解：在我的个人看来，allegro差分线打孔方式是一种非常有效的PCB设计技术。

它可以帮助设计师解决高速信号传输中的一系列问题，保证信号的高质量传输。

allegro差分线打孔方式也充分体现了PCB设计中的一种创新思维，通过合理的布局和打孔方式来优化整个设计方案。

我相信随着技术的不断发展，allegro差分线打孔方式在PCB设计中将会有着更广泛的应用和深入的研究。

差分信号基础知识

差分信号1概述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，差分传输差分信号(4张)在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反。

在这两根线上的传输的信号就是差分信号。

信号接收端比较这两个电压的差值来判断发送端发送的是逻辑0还是逻辑1。

在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。

2简介含义差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的。

我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了- 但是他们的平均位置是不变的。

继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。

0 表示两个人都是同一水平。

图1 用跷跷板表示的差分信号应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。

特点从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，"系统地"被用作电压基准点。

当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。

我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。

信号值是两个导体间的电压差。

尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。

可以想象，这两个导体上被同时加入的一个相等的电压，也就是所谓共模信号，对一个差分放大系统来说是没有作用的，也就是说，尽管一个差分放大器的输入有效信号幅度只需要几毫伏，但它却可以对一个高达几伏特的共模信号无动于衷。

这个指标叫做差分放大器的共模抑制比（CMRR），一般的运算放大器可以达到90db以上，高精度运放甚至达到120db。

因为干扰信号一般是以共模信号的形式存在，所以差分信号的应用极大地提高了放大器系统的信噪比。

优点当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。

fpga 差分信号转单端

FPGA差分信号转单端一、什么是FPGA差分信号转单端1.1 差分信号和单端信号的区别差分信号和单端信号是电子系统中常见的两种信号传输方式。

差分信号是指由一对相互互补的信号组成的信号对，其中一条信号是另一条信号的反相。

而单端信号则是指只有一条信号线的信号传输方式。

差分信号相比单端信号具有抗干扰能力强、传输距离远、抗噪声能力强等优点，在高速数据传输和抗干扰性能要求较高的场景中被广泛应用。

1.2 FPGA差分信号转单端的意义在FPGA设计中，常常需要将差分信号转换为单端信号。

FPGA芯片通常采用的是单端输入/输出接口，而某些外部设备（如传感器、收发器等）可能采用差分信号进行通信。

因此，将差分信号转换为单端信号是将外部设备和FPGA芯片进行连接的必要步骤。

这样可以使得FPGA芯片能够正常接收和处理外部设备传输的信号。

二、FPGA差分信号转单端的方法2.1 电阻分压法电阻分压法是一种简单常用的差分信号转单端信号的方法。

该方法通过在差分信号两条线中间串联一个电阻，将差分信号转换为单端信号。

具体步骤如下： 1. 将差分信号的正负两条线分别连接到电阻的两端。

2. 通过测量差分信号的电压，计算出单端信号的电压值。

电阻分压法的优点是简单易行，成本低廉。

但是由于电阻会引入额外的电压降，可能会对信号质量造成一定的影响。

2.2 差分放大器差分放大器是一种专门用于差分信号转换的电路。

它通过放大差分信号的幅度，同时抑制共模信号的干扰，将差分信号转换为单端信号。

差分放大器的工作原理如下： 1. 差分放大器由两个输入端和一个输出端组成。

其中一个输入端接收差分信号的正线，另一个输入端接收差分信号的负线。

2. 差分放大器通过放大差分信号的差值，并抑制共模信号的干扰。

3. 放大后的差分信号通过输出端输出，即为转换后的单端信号。

差分放大器具有放大差分信号、抑制共模干扰的优点，能够提高信号的质量和传输距离。

但是差分放大器的设计和调试相对较为复杂，需要一定的电路设计和调试经验。

差分信号传输电平

差分信号传输电平
差分信号传输电平是用于传输信号的电压电平。

在数字通信中，差分信号（也称为差分传输或差动传输）是一种常用的通信技术，可以提高信号的抗干扰性能和传输质量。

差分信号传输具有以下优点：
1.抗干扰能力强：差分信号使用一对信号线来传输信息，其中一个信号是另一个信号的反相。

当外部噪声干扰一个信号线时.，另一个信号线接收到的信号将被噪声抵消，从而降低了噪声的影响。

2.提高传输质量：差分信号在接收端通过比较两个信号的电平差来检测信号变化，从而提高了信号传输的准确性和可靠性。

3.高速传输：由于差分信号在传输过程中具有较低的电磁辐射和反射，因此在高速传输时具有较低的信号衰减。

差分信号传输电平是指在差分信号传输过程中，用于表示信号状态的电压范围。

一般来说，这个范围可以从地电平（接近零伏特）到参考电平（接近正电源电压），再到信号电平（接近正电源电压）。

在实际应用中，根据系统需求和设计要求，可以选择合适的差分信号传输电平。

在通信系统中，差分信号传输电平的选择应考虑传输介质、距离、传输信号的速率、抗干扰能力等因素。

信号完整性-15~16差分

提示差分对最重要的电特性，就是它对差分信号的阻抗，我们称之为差分阻抗。
11.3
无耦合时的差分阻抗
差分信号感受到的阻抗，即差分阻抗,电压与电流的比。假设差分对两条线间不存在耦合(一种理想的假设，实际并不存在)。为了使耦合降到最小，假定两条线足够远，例如，线间距至少有线宽的 2 倍。每条线的单端特性阻抗 Z0 为 50Ω。流经信号传输线与返回路径之间的电流为：
图 11.7 差分对远端接收的差分信号。差分对末端有端接，并且差分对之间没有耦合。使用安捷伦 ADS 仿真得到
从信号线始端看进去，对每个驱动来说，信号线的特性阻抗都是 Z0。两信号线间的等效阻抗，称之为差分阻抗，是串联阻抗 (分析问题的另一个角度)： (11.7)
式中： Zdiff 两信号线间的等效阻抗，即差分阻抗 Z0 每条信号线与返回路径间的阻抗
差分信号的缺点：存在导致 EMI 的潜在内因。一旦共模分量出现，可能使输出(驱动)到外部双绞线上产生 EMI 问题。与单端信号传输相比，传输需要两倍数量的信号线。需要理解新原理和设计规则，设计复杂程度增加。 10 年前，不到 50%采用了可控阻抗互连传输线，现在超过 90%(美国)。如今不到 50%的电路板用了差分对，在未来几年，90%的电路板会用差分设计(还是美国)。
图 11.8 差分对每条信号与返回路径间阻抗及两线间的阻抗
有两个因素使问题变得复杂：第一、两线间耦合的影响；第二、共模信号的作用以及它的产生与控制。
11.4
耦合的影响
图 11.9 单位长度负载电容 CL、单位长度 SPICE 对角线电容 C11 及耦合电容 C12 变化情况。Ansoft 的 SI2D 仿真
如图 11.5 所示，一差分对传输差分信号。线 1 信号从 0V 到 1V 跳变，线 2 信号从 1V 到 0V 跳变。这两个信号传播时线上电压的分布。

TMDS技术介绍

TMDS技术介绍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，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反。

在这两根线上传输的信号就是差分信号。

简介差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

差分信号又称差模信号，是相对共模信号而言的。

我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了- 但是他们的平均位置是不变的。

继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。

0 表示两个人都是同一水平。

图1 用跷跷板表示的差分信号应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。

特点从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，"系统地"被用作电压基准点。

当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。

我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。

信号值是两个导体间的电压差。

尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。

可以想象，这两个导体上被同时加入的一个相等的电压，也就是所谓共模信号，对一个差分放大系统来说是没有作用的，也就是说，尽管一个差分放大器的输入有效信号幅度只需要几毫伏，但它却可以对一个高达几伏特的共模信号无动于衷。

这个指标叫做差分放大器的共模抑制比（CMRR），一般的运算放大器可以达到90db以上，高精度运放甚至达到120db。

因为干扰信号一般是以共模信号的形式存在，所以差分信号的应用极大地提高了放大器系统的信噪比。

优点当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。

那么差分信号提供了什么样的有形益处，才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢？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。

常用的差分信号

常用的差分信号Differential signals, also known as balanced signals, are a common technique used in electronic systems to transmit information effectively and accurately. They consist of two complementary signals, typically labeled as "+" and "-", that are transmitted simultaneously over a pair of conductors. The key advantage of differential signals lies in their noise immunity and common-mode rejection capabilities.差分信号，也称为平衡信号，是电子系统中用于有效、准确传输信息的一种常用技术。

它们由两个互补信号组成，通常标记为“+”和“-”，并通过一对导体同时传输。

差分信号的主要优势在于其抗噪声能力和共模抑制能力。

In a differential signaling system, the information is encoded in the difference between the two signals, rather than in the absolute voltage levels of each individual signal. This means that any noise or interference that affects both signals equally will be canceled out when the difference is calculated, resulting in a more robust and reliable signal transmission.在差分信号系统中，信息被编码在两个信号之间的差异中，而不是每个单独信号的绝对电压水平中。

理解什么是单端&差分&伪差分

Google+百度の英文关键词Single-Ended Input（单端）差分（Fully-Differential Input）伪差分（Pseudo-Differential Input）单端输入&差分输入输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时,是判断信号与GND的电压差.差分输入时,是判断两个信号线的电压差.信号受干扰时,差分的两线会同时受影响,但电压差变化不大.(抗干扰性较佳)而单端输入的一线变化时,GND不变,所以电压差变化较大.(抗干扰性较差)差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好(最好相邻布线)，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。

目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。

当AD的输入信号只有一路时，为了更好地抑制共模噪声，我们可以采用差分输入方式。

这就需要我们首先要将单端变成差分，可以用运放AD8138实现。

RS232C是单端输入,这样在输入中有干扰信号加到输入中就会影响输出,造成输出信号错误;RS485是差动输入,即两个输入端的电势差作为输入,有干扰信号的话也会在作差的时候减掉了,这样可以大大提高信号的抗干扰能力!!伪差分输入（NI关于什么是伪差分输入的解释）伪差分信号连接方式减小了噪声，并允许在仪器放大器的共模电压范围内与浮动信号连接.在伪差分模式下，信号与输入的正端连接，信号的参考地与输入的负端连接。

差分信号原理

差分信号原理
差分信号原理是指在信号处理中，通过对信号进行差分运算，
得到两个相邻采样点之间的差值，从而得到一种新的信号。

差分信
号原理在数字信号处理、通信系统、控制系统等领域有着广泛的应用。

首先，差分信号原理在数字信号处理中起着重要作用。

在数字
信号处理中，常常需要对信号进行差分运算，以便进行滤波、边缘
检测、运动检测等操作。

通过对信号进行差分运算，可以得到信号
的变化率，从而更好地理解信号的特性，并进行相应的处理。

其次，差分信号原理在通信系统中也有着重要的应用。

在通信
系统中，信号的传输往往受到噪声和干扰的影响，为了提高信号的
可靠性和抗干扰能力，常常需要对信号进行差分编码或差分调制。

通过差分编码或差分调制，可以使信号在传输过程中更加稳定和可靠。

此外，差分信号原理还在控制系统中发挥着重要作用。

在控制
系统中，常常需要对传感器采集到的信号进行差分运算，以得到系
统的状态变化率，从而实现对系统的精确控制。

通过差分信号原理，
可以更准确地获取系统的状态变化信息，从而提高系统的控制精度和稳定性。

总之，差分信号原理是一种重要的信号处理方法，它在数字信号处理、通信系统、控制系统等领域有着广泛的应用。

通过对信号进行差分运算，可以得到信号的变化率，从而更好地理解和处理信号。

差分信号原理的应用不仅提高了信号处理的效率和精度，也为各种系统的稳定运行提供了重要的支持。

差分信号和单端信号概述

差分信号与单端信号概述差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI(电磁干扰)，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

c. 时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。

目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。

1、共模电压和差模电压我们需要的是整个有意义的“输入信号”，要把两个输入端看作“整体”。

就像初中时平面坐标需要用 x,y 两个数表示，而到了高中或大学就只要用一个“数”v，但这个 v 是由 x,y 两个数构成的“向量”……而共模、差模正是“输入信号”整体的属性，差分输入可以表示为vi = (vi+, vi-)也可以表示为vi = (vic, vid)。

c 表示共模，d 表示差模。

两种描述是完全等价的。

只不过换了一个认识角度，就像几何学里的坐标变换，同一个点在不同坐标系中的坐标值不同，但始终是同一个点。

运放的共模输入范围：器件（运放、仪放……）保持正常放大功能（保持一定共模抑制比 CMRR）条件下允许的共模信号的范围。

显然，不存在“某一端”上的共模电压的问题。

但“某一端”也一样存在输入电压范围问题。

而且这个范围等于共模输入电压范围。

道理很简单：运放正常工作时两输入端是虚短的，单端输入电压范围与共模输入电压范围几乎是一回事。

对其它放大器，共模输入电压跟单端输入电压范围就有区别了。

例如对于仪放，差分输入不是 0，实际工作时的共模输入电压范围就要小于单端输入电压范围了。

电路基础知识之什么是共模电感-共模信号-差分信号？

电路基础知识之什么是共模电感/共模信号/差分信
号？
共模扼流圈（Common Mode Choke），也叫共模电感，是在一个闭合磁环上对称绕制方向相反、匝数相同的线圈。

常用于过滤共模的电磁干扰，抑制高速信号线产生的电磁波向外辐射发射，提高系统的EMC，在实际应用中一般是在差分的信号线上加共模电感。

共模干扰，差模干扰
要明白共模电感的应用就得先明白什幺是共模干扰，差模干扰。

共模和差模都是一个相对量，共模是指两个信号A,B相对于参考点（GND）的电势，差模是指A,B之间的相对值。

共模干扰是指两个信号线对地的干扰，如果环境对两个信号线对地之。

什么叫差分信号差分信号详解

什么叫差分信号?差分信号详解什么叫差分信号?差分信号详解一个差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

从严格意义上来讲，所有电压信号都是差分的，因为一个电压只能是相对于另一个电压而言的。

在某些系统里，系统'地'被用作电压基准点。

当'地'当作电压测量基准时，这种信号规划被称之为单端的。

我们使用该术语是因为信号是用单个导体上的电压来表示的。

另一方面，一个差分信号作用在两个导体上。

信号值是两个导体间的电压差。

尽管不是非常必要，这两个电压的平均值还是会经常保持一致。

我们用一个方法对差分信号做一下比喻，差分信号就好比是跷跷板上的两个人，当一个人被跷上去的时候，另一个人被跷下来了- 但是他们的平均位置是不变的。

继续跷跷板的类推，正值可以表示左边的人比右边的人高，而负值表示右边的人比左边的人高。

0 表示两个人都是同一水平。

图1 用跷跷板表示的差分信号应用到电学上，这两个跷跷板用一对标识为V+和V-的导线来表示。

当V+>V-时，信号定义成正极信号，当V+<V-时，信号定义成负极信号。

图2 差分对围绕摆动的平均电压设置成 2.5V。

当该对的每个信号都限制成0-5V 振幅时，偏移该差分对会提供一个信号摆动的最大范围。

当用单一5V 电源操作时，经常就会出现这种情况。

当不采用单端信号而采取差分信号方案时，我们用一对导线来替代单根导线，增加了任何相关接口电路的复杂性。

那幺差分信号提供了什幺样的有形益处，才能证明复杂性和成本的增加是值得的呢？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。

在一个地做基准，单端信号方案的系统里，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。

从差分信号恢复的信号值在很大程度上与'地'的精确值无关，而在某一范围内。

差分信号详解

差分信号（Differential Signal）（转自EDN，对差分信号理解得比较的文章，供大家参考）差分信号（Differential Signal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另它这么倍受青睐呢？在PCB 设计中又如何能保证其良好的性能呢？带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。

何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。

而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。

差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。

目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。

对于PCB 工程师来说，最关注的还是如何确保在实际走线中能完全发挥差分走线的这些优势。

也许只要是接触过Layout 的人都会了解差分走线的一般要求，那就是“等长、等距”。

等长是为了保证两个差分信号时刻保持相反极性，减少共模分量；等距则主要是为了保证两者差分阻抗一致，减少反射。

“尽量靠近原则”有时候也是差分走线的要求之一。

但所有这些规则都不是用来生搬硬套的，不少工程师似乎还不了解高速差分信号传输的本质。

下面重点讨论一下PCB 差分信号设计中几个常见的误区。

差分信号

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。

传输一个信号用两根线，信号接收端比较这两个电压的差值(用差分放大器实现)来判断发送端发送的是逻辑0还是逻辑1。

在电路板上，差分走线必须是等长、等宽、紧密靠近、且在同一层面的两根线。

差分信号是用一个数值来表示两个物理量之间的差异。

差分信号又称差模信号（两个信号的振幅相等，相位相差180度，极性相反），是相对共模信号（两个信号的振幅相等，相位相同，极性相同）而言的。

为了说明差分放大电路抑制共模信号及放大差模信号的能力，常用共模抑制比作为一项技术指标来衡量，其定义为放大器对差模信号的电压放大倍数Aud与对共模信号的电压放大倍数Auc之比，称为共模抑制比，英文全称是Common Mode Rejection Ratio，因此一般用简写CMRR来表示，符号为Kcmr，单位是分贝db。

差模信号电压放大倍数Aud越大，共模信号电压放大倍数Auc越小，则CMRR越大。

此时差分放大电路抑制共模信号的能力越强，放大器的性能越优良。

当差动放大电路完全对称时，共模信号电压放大倍数Auc=0，则共模抑制比CMRR→∞，这是理想情况，实际上电路完全对称是不存在的，共模抑制比也不可能趋于无穷大。

差分放大器影响共模抑制比的因素◇ 电路对称性——电路的对称性决定了被放大后的信号残存共模干扰的幅度，电路对称性越差，其共模抑制比就越小，抑制共模信号（干扰）的能力也就越差。

◇ 电路本身的线性工作范围——实际的电路其线性范围不是无限大的，当差模信号超出了电路线性范围时，即使正常信号也不能被正常放大，更谈不上共模抑制能力。

实际电路的线性工作范围都小于其工作电压，这也就是为什么对共模抑制要求较高的设备前端电路也采用较高工作电压的原因。

实际运用中差分信号线的分析和 LAYOUT

实际运用中差分信号线的分析和LAYOUT随着近几年对速率的要求快速提高，新的总线协议不断的提出更高的速率。

传统的总线协议已经不能够满足要求了。

串行总线由于更好的抗干扰性，和更少的信号线，更高的速率获得了众多设计者的青睐。

而串行总线又尤以差分信号的方式为最多。

所以在这篇中整理了些有关差分信号线的设计和大家探讨下。

关键字：差分信号线，LVDS，眼图，LAYOUT。

1.差分信号线的原理和优缺点差分信号（Differential Signal）在高速电路设计中的应用越来越广泛，电路中最关键的信号往往都要采用差分结构设计，什么另它这么倍受青睐呢？在PCB设计中又如何能保证其良好的性能呢？带着这两个问题，我们进行下一部分的讨论。

何为差分信号？通俗地说，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。

而承载差分信号的那一对走线就称为差分走线。

差分信号和普通的单端信号走线相比，最明显的优势体现在以下三个方面：a.抗干扰能力强，因为两根差分走线之间的耦合很好，当外界存在噪声干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，而接收端关心的只是两信号的差值，所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI，同样的道理，由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，如图在A-A‘的电流是从右到左，那B-B‘的是从左到右，那么按右手螺旋定则，那他们的磁力线是互相抵消的。

耦合的越紧密，互相抵消的磁力线就越多。

泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确，由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断，因而受工艺，温度的影响小，能降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。

目前流行的LVDS（low voltage differential signaling）就是指这种小振幅差分信号技术。

2.差分信号的一个实例：LVDSLVDS（Low Voltage Differential Signaling)是一种低摆幅的电流型差分信号技术，它使得信号能在差分PCB线对或平衡电缆上以几百Mbps的速率传输，其低压幅和低电流驱动输出实现了低噪声和低功耗。

差分信号原理

差分信号原理
差分信号原理是一种常用的信号处理技术，它可以通过对信号进行差分运算来消除信号中的共模干扰，从而提高信号的质量和可靠性。

差分信号原理适用于各种类型的信号处理应用，包括模拟信号处理、数字信号处理和通信系统等领域。

在差分信号原理中，通过将信号分为两个相互独立的部分进行处理，即差分信号和共模信号。

差分信号是指两个信号之间的差异，而共模信号是指两个信号共同具有的特征。

通过将信号进行差分处理，可以消除共模信号的影响，从而提高信号的抗干扰能力和可靠性。

差分信号原理的应用非常广泛，可以在各种不同的领域中得到应用。

在模拟信号处理中，差分信号原理可以用于消除共模噪声和电源噪声等干扰，提高信号质量和可靠性。

在数字信号处理中，差分信号原理可以用于数据传输和数据处理，提高数据的精度和可靠性。

在通信系统中，差分信号原理可以用于提高信号传输的可靠性和抗干扰能力，从而实现更好的通信效果。

总之，差分信号原理是一种非常实用的信号处理技术，它可以有效地消除信号中的共模干扰，提高信号的质量和可靠性。

这种技术在各种不同的领域中都得到了广泛的应用，成为了信号处理和通信领域中的重要技术之一。