Дифференциальный сигнал — способ электрической передачи информации с помощью двух противофазных сигналов . В данном методе один электрический сигнал передаётся в виде дифференциальной пары сигналов, каждый по своему проводнику, но один представляет инвертированный сигнал другого, противоположный по знаку. Пара проводников может представлять собой витую пару , твинаксиальный кабель или разводиться по печатной плате . Приёмник дифференциального сигнала реагирует на разницу между двумя сигналами, а не на различие между одним проводом и потенциалом земли (такой принцип используется в другом методе передачи — называется асимметричная сигнализация).

Дифференциальный сигнал подобен балансному (симметричному) сигналу, предоставляя похожие преимущества качественной высокочастотной связи, защищённой от синфазных помех. Высокочастотные свойства балансного подключения отчасти связаны с тем, что оно лучше описывается как длинная волноводная линия, потери в которой в основном определяются диэлектриком. В то же время при однопроводном (небалансном) подключении потери определяются только сопротивлением металла и быстро растут с частотой вследствие скин-эффекта .

Практическое удобство дифференциальный сигнал предоставляет для сигнального соединения в пределах печатной платы между микросхемами, выполненными по подобной технологии. Однако вследствие реализации его на однополярных выходных каскадах микросхем содержит постоянную составляющую. Выходной дифференциальный порт, как правило, нельзя напрямую подключать к симметричным линиям передачи или антеннам без специального согласования. В случаях, когда размеры и стоимость платы допускают, такое согласование и одновременная балансировка без труда достигаются с использованием схем на согласующих трансформаторах и балунах .

Дифференциальные пары обычно находят применение для высокоскоростных каналов передачи данных на печатных платах , в витой паре (в том числе экранированной ), в ленточных кабелях и разъёмах. Высокоскоростные дифференциальные пары часто подключают к СФ-блокам SerDes (сериализатор/десериализатор).

Преимущества

При условии, что импеданс источника и приёмника в дифференциальной цепи равен, внешние электромагнитные помехи, как правило, будут затрагивать оба проводника одинаково. Так как приёмная схема определяет разницу уровней между проводами, дифференциальные сигналы становятся более устойчивы к воздействию электромагнитных помех по сравнению с одиночными проводниками, уровень которых измеряется относительно земли. Метод передачи дифференциальных сигналов используется как для аналоговых сигналов (например, в сбалансированных аудиоподключениях) , так и для цифровых сигналов, особенно высокоскоростных: RS-422 , RS-485 , Ethernet по витой паре , PCI Express , DisplayPort , HDMI и USB . Один из стандартов передачи дифференциальных сигналов — LVDS (TIA/EIA-644) .

См. также

• Кроссплаты
• Токовая петля сигнализации
• (CML)
• Дифференциальный усилитель
• DisplayPort
• Синфазный сигнал
• Целостность сигналов
• (TMDS)
• Симметричное подключение в аудиотехнике

Примечания