單端信號和差分信號的區別


一、單端信號

  如圖,特點就是一根信號線就可以了, 其參考的基准電壓就是地,當電壓大於VH就是1(高電平);小於VL就是0(低電平),為啥高低電平不是等於某個值而是大於/小於呢?  這很好理解, 輸出的電壓是小范圍波動的,

不可能低電平就是0mv, 有可能是1mv,十多mv甚至更大! 如果等於0mv才是低電平那估計全是高電平了, 而介於VL~VH為高阻態, 取決外設怎么解析, 有些硬件寄存器會表示高阻態有些表示0或者1

  

 

  必備條件: a. 參考地  b. VH/VL閾值  c. 時鍾切割連續電平(連續高電平是代表一個1還是多個1) 

  優點: 走線少且簡單方便

  缺點: 抗干擾性差; 一方面地勢差盡可能接近, 否則一端輸出低電平是0mv, 接收端卻是10mv, 而VL=8mv, 那就變成高電平了(假設極端情況)

            另一方面外界電磁干擾使得信號線有20mv的干擾電壓, 如果VL=8mv那必然也是高電平

  注意事項: 必須考慮地勢差問題以及VL/VH的取值范圍有足夠容差

 

二、差分信號

  一般在高速信號中, 其電壓幅度比較低, 像MIPI DSI規范低速振幅=1200mv, 而高速振幅=200mv, 所以采用上面的單端走線的話抗干擾能力實在太差了, 因此高速(低振幅)大部分是使用差分信號。 如圖:

  

 

  必備條件: a. 參考地  b. VH/VL閾值  c. 時鍾切割連續電平(連續高電平是代表一個1還是多個1) 

  優點:抗干擾性強; D+ /D-的差值是固定的, 不受地勢差或者外部干擾。至於高低電平用D+/D-相比較得出(上面是D+大於D-為高電平),同時也不需要參考地和VH/VL閾值了!

       靈敏度高, 由於是比較相對差值, 振幅可以很低, 降低設備在通信上的功耗

  缺點: 信號線多增加布線難度和干擾

  注意事項: D+、D-走線要一致,否則電磁干擾不一致; 也正因為電磁干擾存在不一致所以設計時兩個線的差值不能太小

         (比如D+=50mv,D-=30mv,差值是20mv, D+上的干擾+10mv最終D+=60,而D-上的干擾+20mv最終D-=50mv, 差值變成10mv!)

 


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