單端信號和差分信號有什么區(qū)別？

　　一、單端信號

　　單端信號是相對于差分信號而言的，單端輸入指信號有一個參考端和一個信號端構(gòu)成，參考端一般為地端。

　　二、差分信號

　　差分傳輸是一種信號傳輸?shù)募夹g，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?/span>

　　三、單端與差分信號比較

　　差分信號與單端信號走線的做法相比.

　　優(yōu)點：

　　1、抗干擾能力強。干擾噪聲一般會等值、同時的被加載到兩根信號線上，而其差值為0，即，噪聲對信號的邏輯意義不產(chǎn)生影響。

　　2、能有效抑制電磁干擾(EMI)。由于兩根線靠得很近且信號幅值相等，這兩根線與地線之間的耦合電磁場的幅值也相等，同時他們的信號極性相反，其電磁場將相互抵消。因此對外界的電磁干擾也小。

　　3、時序定位準確。差分信號的接受端是兩根線上的信號幅值之差發(fā)生正負跳變的點，作為判斷邏輯0/1跳變的點的。而普通單端信號以閾值電壓作為信號邏輯0/1的跳變點，受閾值電壓與信號幅值電壓之比的影響較大，不適合低幅度的信號。

　　缺點：

　　00001. 若電路板的面積非常緊張，單端信號可以只有一根信號線，地線走地平面，而差分信號一定要走兩根等長、等寬、緊密靠近、且在同一層面的線。這樣的情況常常發(fā)生在芯片的管腳間距很小，以至于只能穿過一根走線的情況下。

　　四、異同分析

　　1、基本區(qū)別

　　不說理論上的定義，說實際的。單端信號指的是用一個線傳輸?shù)男盘?，一根線沒參考點怎么會有信號呢?easy，參考點就是地啊。也就是說，單端信號是在一跟導線上傳輸?shù)呐c地之間的電平差。那么當你把信號從A點傳遞到B點的時候，有一個前提就是A點和B點的地電勢應該差不多是一樣的，為啥說差不多呢，后面再詳細說。

　　差分信號指的是用兩根線傳輸?shù)男盘?，傳輸?shù)氖莾筛盘栔g的電平差。當你把信號從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點的地電勢差有一個范圍，超過這個范圍就會出問題了。

　　2、傳輸上的差別

　　單端信號的優(yōu)點是，省錢、方便。大部分的低頻電平信號都是使用單端信號進行傳輸?shù)摹Ｒ粋€信號一根線，最后，把兩邊的地用一根線一連，完事。缺點在不同應用領域暴露的不一樣，歸結(jié)起來，最主要的一個方面就是，抗干擾能力差。

　　首先說最大的一個問題，地電勢差以及地一致性。大家都認為地是0V，實際上，真正的應用中地是千奇百怪變化莫測的一個東西。比如A點到B點之間，有那么一根線，用來連接兩個系統(tǒng)之間的地，那么如果這根線上的電流很大時，兩點間的地電勢可能就不可忽略了，這樣一個信號，從A的角度看起來是1V，從B的角度看起來可能只有0.8V了，這可不是一個什么好事情，這就是地電勢差對單端信號的影響。

　　接著說地一致性。實際上很多時候這個地上由于電流忽大忽小，布局結(jié)構(gòu)遠遠近近， 地上會產(chǎn)生一定的電壓波動，這也會影響單端信號的質(zhì)量。

　　差分信號在這一點有優(yōu)勢，由于兩個信號都是相對于地的 ，當?shù)仉妱莅l(fā)生變化時，兩個信號同時上下浮動(當然是理想狀態(tài)下)， 差分兩根線之間的電壓差卻很少發(fā)生變化，這樣信號質(zhì)量不久高了嗎?其次就是傳輸過程中的干擾，當一根導線穿過某個線圈時，且這根線圈上通著交流電時，這根導線上會產(chǎn)生感應電動勢。

　　好簡單的道理，實際上工業(yè)現(xiàn)場遇到的大部分。問題就是這么簡單，可是你無法抗拒～ 如果是單端信號，產(chǎn)生多少，就是多少，這就是噪聲你毫無辦法。但是如果是差分信號，你就可以考慮拉，為啥呢，兩根導線是平行傳輸?shù)模? 每根導線上產(chǎn)生的感應電動勢不是一樣嗎，兩個一減，他不久沒了嗎～ 確實，同樣的情況下，傳輸距離較長時，差分信號具有更強的驅(qū)動能力、更強的抗干擾能力，同樣的，當你傳輸?shù)男盘枙ζ渌O備有干擾時，差分信號也比單端信號產(chǎn)生的信號相對小，也就是常說的EMI特性。

　　3、使用時需要注意的

　　由于差分比單端有不少好處，在模擬信號傳輸中很多人愿意使用差分信號，比如橋式應變片式力傳感器，其輸出信號滿量程時有的也只有2mV，如果使用單端信號傳輸，那么這個信號只要電源的紋波就能把他吃光。所以實際上，都是用儀表運方進行放大后，再進行處理。而儀表運方正是處理差分信號最有力的幾個工具之一。

　　但是，使用差分信號時，一定要注意一個問題，共模電壓范圍。也就是說，這兩根線上的電壓，相對于系統(tǒng)的地，還是不能太大。你傳輸0.1V的信號沒問題，但是如果一根是 1000.0 另外一根是 1000.1，那就不好玩了，問題在于，在很多場合下使用差分信號都是為了不讓兩個系統(tǒng)的地簡單的共在一起，更不能把差分信號中的一根直接接在本地系統(tǒng)的地上，那不白費勁嗎 —— 又成單端了，那么如何抑制共模電壓呢?

　　其實也挺簡單的，將兩根線都通過一個足夠大的電阻，連接到系統(tǒng)的地上。這就像一根拴在風箏上的線，我在地上跑跑跳跳，不會影響風箏的高度 但是你永遠逃不出我的視線，而我的視線，在電子行業(yè)，叫共模電壓范圍。最后，回答一個網(wǎng)友的問題：單端轉(zhuǎn)差分怎么轉(zhuǎn)。單單將單端信號用反向跟隨器跟隨并不是不行，但是差分信號被平白的放大了2倍，常見的用儀表運方+普通運方搭建的單端轉(zhuǎn)差分是個很好的例子。

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