差分信号和单端信号概述

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1、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

2、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（lowvoltagedifferentialsignaling）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,

3、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

4、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。可以通俗的理解为：两只船静止在水面上，分别站着两个人，A和B。A和B相互拉着手。当船上下波动时，A才能感觉到B变化的拉力。这两个船之间的高度差就是差模信号。当水位上升或者下降时，A并不能感觉到这个拉力。这两个船离水底的绝对高度就是共模信号。于是，我们说A和B只对差模信号响应，而对共模信号不响应。当然，也有一定的共模范围了，太低会沉到水底，这样船都无法再波动了。太高，会使会水溢出而形成水流导

5、致船没法在水面上停留。理论上，A和B应该只是对差模有响应。但实际上，由于船上下颠簸，A和B都晕了，明明只有共模，却产生了幻觉：似乎对方相对自己在动。这就说明，A和B内力较弱，共模抑制比不行啊。说笑了啊，不过大致也就是这个意思。当然,差模电压也不可以太大，否则会导致把A和B拉开。主要是这句“共模是两输入端的算术平均值,差模是直接的同相端与反相端的差值”。共模电压应当是从源端看进来时，加到放大电路输入端的共同值，差模则是加到放大电路两个输入端的差值。共模电压有直流的，也有交流的。直流的称为直流共模抑制（比）

6、，交流的称为交流共模抑制（比），统称共模抑制（比）。一般的放大器特别是仪表放大器，有较好的直流共模抑制，但对交流共模抑制，频率一高往往就不行了----急剧下降，即频率响应不行。一般的信号均有源阻抗，此阻抗可以不同程度破坏电路的对称性，因此，用差分放大器时要小心它引起的误差。参考相关数据数册。不仅仅是在运放电路中。只要是电信号传输，都可以分为共模和差模差模是两根信号线之间的。共模是信号对地的所以只要有信号传输就有共模干扰。准确说是：一根线共模和差模叠加在一起，无法区分，只有双线传输才能区分共模和差模。先看

7、共模和差模的由来，也就是这种区分的价值1.传导干扰下：假设系统的公共参考点（“地”）受干扰，电位发生了波动。其实电位这个概念严格说只有相对意义，一个孤立点不存在什么“电位”，所以波动一定要相对另一个参考点的，例如：大地，或与你的板子或整机相连的那个设备的参考点。这时，两个设备间的两根信号线上的干扰是近似相同的。2.空间耦合干扰下：电磁波具有一定的空间连续性，在很小的空间内，可以认为电磁波是均匀的，如果两根线靠得很近，两根线所受干扰也是近似相同的。按一般说法，任意一根信号线相对地线所受干扰，就是共模干扰。

8、但只有双线传输时，共模和差模的区分才有价值。而且，一根线可以有“共模”，但没有差模。  当然，概念也是人为定的。要么按公认说法（事实标准），要么按权威定义，比如，IEEE标准。下面我们再来举个例子来看看：差分运放一端加3v一端2v相当于一端加vd=0.5vc=2.5；一端加:vd=-0.5vc=2.5。任何一种信号,都是共模与差模的复合，但是是什么决定了哪些是共模哪些是差模,就是看参考的信号了。单纯的讲一根线是没有意义的，参考地其实只不过是