理解单端、全差分和伪差分

本文转载自：https://www.cnblogs.com/alifpga/p/7976531.html

 

单端信号：

单端信号(single-end)是相对于差分信号而言的，单端输入指信号有一个参考端和一个信号端构成，参考端一般为地端。单端输入时是判断信号与地的电压差。

差分信号：

差分(Differential)是将单端信号进行差分变换，输出两个信号，一个和原信号同相，一个和原信号反相。差分信号有较强的抗共模干扰能力，适合较长距离传输，单端信号则没有这个功能。差分输入时，是判断两信号线的电压差。

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一下三个方面：

1. 1. 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。

   2. 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。

   3. 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（lowvoltagedifferentialsignaling）就是指这种小振幅差分信号技术。

伪差分信号

为了既有差分输入的优点又有单端输入简单的优点，还有一种伪差分输入，通过把信号地连到ADCIN-端实现一种类似差分的连接。

伪差分（Pseudo-differential）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。伪差分输入减小了信号源与设备的参考地电位(地环流)不同所造成的影响，这提高了测量的精度。

伪差分输入与差分输入在减小地环流和噪声方面是非常相似的，不同的方面在于，差分输入模式下，负端输入是随时间变化的，而在伪差分模式下，负端输入一定仅仅是一个参考。描述伪差分的另外一种方式就是，输入仅仅在打破地的环流这个意义上是差分的，而参考信号(负端输入)不是作为传递信号的，而仅仅是为信号(正端输入)提供一个直流参考点。

相关问题：

• • 伪差分输入能有效抑制共模噪声吗？

能部分抑制。由于两线对“大地”阻抗不一致，所以抑制效果有限。

• • 伪差分输入与差分输入相比有哪些优缺点？

既然是“伪装”的，原则上没有优点只有缺点。其缺点就是两线不对称，共模抑制效果有限。硬要凑一个优点的话，就是可以勉强将单端输出信号伪装成差分，效果比完全单端连接效果稍好一点（解决两端地的小范围浮动）