差分信号的好处

差分模式

在模拟电路中,有一种差动放大电路(也叫差分放大器),它有两个输入端子。
当在两个输入端与地间分别输入U1和U2:
当U1与U2大小相等而相位相反,这种信号称为差模信号,能被很好的放大;
当U1与U2大小相等而相位相同时,这种信号称为共模信号,这时放大电路基本上没有输出,就是对这种共模信号是不放大的(实际上是缩小的)。

差分是一种输入信号的方式,主要是提高信号精度,去掉共有的误差干扰,
差分输入的是将两个输入端的差值作为信号,这样可以免去一些误差,比如你输入一个1V的信号电源有偏差,比实际输入要大0.1.就可以用差分输入1V和2V一减就把两端共有的那0.1误差剪掉了。单端输入无法去除这类误差。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”(GND)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。

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。

差分信号的第二个主要好处是,它对外部电磁干扰(EMI)是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值,这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外,差分信号比单端信号生成的 EMI 还要少。 

差分信号提供的第三个好处是,在一个单电源系统,能够从容精确地处理'双极'信号。为了处理单端,单电源系统的双极信号,我们必须在地和电源干线之间某任意电压处(通常是中点)建立一个虚地。用高于虚地的电压来表示正极信号,低于虚地的电压来表示负极信号。接下来,必须把虚地正确地分布到整个系统里。而对于差分信号,不需要这样一个虚地,这就使我们处理和传播双极信号有一个高逼真度,而无须依赖虚地的稳定性。

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