▼Подпишитесь на публичный аккаунт: Инженеры смотрят на море▼

Дифференциальные линии являются очень важной частью сигнальных линий при проектировании печатных плат, поэтому наши требования к обработке дифференциальных сигналов довольно строгие.

(Иллюстрация принципа дифференциального сигнала)

дифференциальный сигналинесимметричный сигналРазница

несимметричный сигналОтносится к сигналу, передаваемому по линии,Ориентиром является земля. другими словами,несимметричный Сигнал — это разница уровней между тем, что передается по проводу и земле. Затем, когда вы принимаете сигнал от A точка перешла к B При заказе есть предпосылка, что A сумма баллов B Потенциалы земли в точках должны быть примерно равны.

(Схема вывода несимметричного сигнала)

дифференциальный сигналОтносится к сигналу, передаваемому по двум проводам.,Передается разница уровней между двумя сигналами.。Когда вы принимаете сигнал от A точка перешла к B точка, А сумма баллов B Потенциалы земли точек могут быть равны или не равны, но A сумма баллов B Разность потенциалов земли точки имеет определенный диапазон, и если она выйдет за пределы этого диапазона, возникнут проблемы.

(Схема вывода дифференциального сигнала)

дифференциальный сигнализпринципследующее：

одиндифференциальный сигналдаиспользоватьодин Числовое значение, представляющее связь между двумя физическими величинами.изразница。в строгом смысле,Все сигналы напряжения являются дифференциальными.,Потому что одно напряжение может быть только относительно другого напряжения. в какой-то системе,Система Земля используется в качестве опорной точки напряжения. При использовании земли в качестве эталона для измерения напряжения,Такое планирование сигналов называетсянесимметричный сигнал. Мы используем этот термин, потому что сигнал представлен напряжением на одном проводнике.

Давайте воспользуемся аналогией с дифференциальными сигналами. Дифференциальный сигнал подобен двум людям на качелях. Когда один человек поднимается вверх, другой поднимается вниз, но их среднее положение остается неизменным. Продолжая аналогию с качелями, положительное значение может указывать на то, что человек слева выше человека справа, а отрицательное значение указывает на то, что человек справа выше человека слева. 0 означает, что оба человека находятся на одном уровне.

Рисунок 1. Дифференциальные сигналы, представленные качелями

применяется к электричеству,Две качели обозначаются паройV+иV-изпровода, представляющие。когдаV+>V-час,Сигнал определяется как положительный сигнал,когдаV+<V-час,Сигнал определяется как отрицательный сигнал.

Рисунок 2. Форма сигнала дифференциального сигнала и его несимметричный эквивалент.

Как показано на рисунке 2, среднее напряжение, вокруг которого колеблется дифференциальная пара, установлено равным 2,5 В. Смещение дифференциальной пары обеспечивает максимальный диапазон размаха сигнала, когда каждый сигнал пары ограничен амплитудой 0–5 В. Такая ситуация часто возникает при работе от одного источника питания 5В.

Публичный аккаунт [Инженер Канхай] отвечает [LDO] в фоновом режиме и получает базовые знания LDO.

Когда не используется несимметричный сигнал И возьмидифференциальный сигналпланчас,Мы используем пару проводов вместо одного провода.,Добавлены все соответствующие схемы интерфейса.изсложность。Такдифференциальный Какие ощутимые преимущества дает сигнал, которые оправдывают дополнительную сложность и стоимость?

Первое преимущество дифференциального сигналада,Потому что вы контролируете «опорное» напряжение,Поэтому небольшие сигналы можно легко идентифицировать. Сделайте бенчмарк в одном месте,несимметричный В сигнальной схеме системы точное значение измеряемого сигнала зависит от согласованности «земли» внутри системы. Чем дальше источник сигнала и приемник сигнала, тем больше вероятность того, что будет разница между их местными значениями напряжения земли. От дифференциальный Значение сигнала, восстанавливаемое сигналом, в значительной степени не зависит от точного значения «земли», а находится в определенном диапазоне.

Второе преимущество дифференциального сигналада,Устойчив к внешним электромагнитным помехам（EMI）да Высокий иммунитетиз。одинисточники помех влияют надифференциальный пара сигналов на каждом конце. Поскольку разница напряжений определяет значение сигнала, любые одинаковые помехи, возникающие на обоих проводниках, будут игнорироваться. Помимо меньшей чувствительности к помехам, дифференциальный сигнал Сравниватьнесимметричный сигналгенерироватьиз EMI Даже меньше.

Третье преимущество, предоставляемое дифференциальным сигналом.да,На единой системе электропитания,Способность легко и точно обрабатывать «биполярные» сигналы. Для обработки одностороннего,Биполярный сигнал для одиночной системы электропитания,Мы должны создать виртуальное заземление с некоторым произвольным напряжением между землей и шиной питания (обычно в средней точке).

Напряжение выше, чем у виртуальной земли, используется для представления положительного сигнала, а напряжение ниже, чем у виртуальной земли, используется для представления отрицательного сигнала. Далее виртуальную землю необходимо правильно распределить по системе. Для дифференциальных сигналов нет необходимости в такой виртуальной земле, что позволяет нам обрабатывать и распространять биполярные сигналы с высокой точностью, не полагаясь на стабильность виртуальной земли.

Я только что упомянул несимметричные сигналы. Фактически, сигналы обычно распространяются по цепям в трех режимах: несимметричном, дифференциальном или синфазном.

Публичный аккаунт [Инженер Канхай] отвечает [LDO] в фоновом режиме и получает базовые знания LDO.

Одиночный режим — тот, с которым мы наиболее знакомы. Он состоит из одного провода или дорожки между драйвером и приемником, по которому сигнал проходит и возвращается от земли.

Сложнее всего здесь понять синфазный сигнал. Он может включать в себя либо несимметричную трассу, либо две (возможно больше) дифференциальные трассы. Один и тот же сигнал проходит по трассе и обратному пути (земле) или по обеим дорожкам в дифференциальной паре. Большинству из нас часто незнакомы синфазные сигналы, потому что мы никогда намеренно не генерируем их сами. Обычно они вызваны помехами в цепи от других (ближайших или внешних) источников. Вообще говоря, результаты в лучшем случае нейтральны, а в худшем — разрушительны. Синфазные сигналы могут генерировать шум, который мешает правильной работе схемы и является частым источником проблем с электромагнитными помехами.

Дифференциальный сигнал имеет существенный недостаток по сравнению с несимметричным сигналом:Требуются две трассировки вместодаодин,Или в два раза больше площади доски.

Но дифференциальная сигнализация имеет несколько преимуществ:

Без обратного сигнала через землю непрерывность контура заземления становится относительно неважной.

Таким образом, если у нас есть аналоговый сигнал, подключенный к цифровому устройству через дифференциальную пару, нам не нужно беспокоиться о пересечении границ мощности, разрывах плоскости и т. д. Разделение питания для дифференциальных устройств также упрощается. Дифференциальные схемы очень полезны в приложениях с сигналами низкого напряжения. Если уровень сигнала очень низкий или если отношение сигнал/шум является проблемой, то дифференциальная передача сигналов может эффективно увеличить уровень сигнала (+v-(-v)=2v). Дифференциальная сигнализация и дифференциальные усилители часто используются во входных каскадах систем с очень низкими уровнями сигнала.

Рисунок 3. Состояние логических уровней меняется в точном месте пересечения дифференциальных сигналов.

Дифференциальные приемники, как правило, чувствительны к различиям в уровнях входного сигнала, но часто проектируются так, чтобы быть нечувствительными к синфазным смещениям на входе. Таким образом, дифференциальные сигналы часто имеют лучшие характеристики, чем несимметричные сигналы в условиях сильного шума.

Синхронизацию переворота дифференциальных сигналов (которые связаны друг с другом) можно установить более точно, чем для несимметричных сигналов (которые относятся к менее точному сигналу, которому мешают шумы в других местах платы). Точка пересечения дифференциальной пары определена очень точно (см. рисунок 3). Пересечение несимметричных сигналов между логикой 1 и логикой 0 подвержено, например, воздействию шума, шумовых порогов и проблем обнаружения порогов.

Отличный обмен статьями в Интернете