差動(dòng)信號最佳實(shí)踐

　　摘要：差動(dòng)信號用于以太網(wǎng)、RS-485、控制器局域網(wǎng)絡(luò )(CAN)、USB等的抗擾。在理想情況下，應抑制所有共模噪聲。在現實(shí)應用中，需要考慮一些設計方法和組件參數，以保持數據流的高可信度。差動(dòng)信號用于大多數接口中，通過(guò)線(xiàn)纜傳送數字信息。和單端信號相比，差動(dòng)信號雖然要求使用兩條信號線(xiàn)而非一條，但差動(dòng)信號擁有更高的抗擾性能。

　　我們都知道差動(dòng)信號的基礎就是利用噪聲抑制性能對兩條信號線(xiàn)的影響相同。圖1描述了這種情況，它通過(guò)兩條信號雙絞線(xiàn)傳送平衡差動(dòng)信號?！　?/p>

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　　環(huán)境電氣噪聲會(huì )對兩條線(xiàn)的影響相同，這樣A和B接收到的信號為：

　　VA = + ? VSIGNAL + VNOISE
　　VB = - ? VSIGNAL + VNOISE

　　因此，差動(dòng)電壓信號為：

　　VA – VB = VSIGNAL

　　如USB、以太網(wǎng)、RS-485和CAN等流行電氣標準，均使用差動(dòng)信號和平衡雙絞線(xiàn)媒介提供可靠的高速通信。

　　在實(shí)際操作中，設計人員應記住沒(méi)有系統能夠達到理論模型的理想性能。我們應該考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵的誤差和噪聲源?！　?/p>

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　　線(xiàn)間阻抗失衡

　　平衡信號線(xiàn)對差動(dòng)信號的抗擾性至關(guān)重要。雙絞線(xiàn)規定了允許失衡程度。例如，在低頻下，CAT-6A規定橫斷面轉換損耗為40dB。這意味著(zhù)，兩條信號線(xiàn)的1V耦合瞬態(tài)(共模)僅產(chǎn)生10mV的差動(dòng)模式信號。更低級別的線(xiàn)纜允許差模轉換中存在更高的共模。

　　為實(shí)現瞬態(tài)保護而添加的組件會(huì )引起差動(dòng)路徑失衡。例如，瞬態(tài)電壓抑制(TVS)組件有時(shí)被用于預防由于靜電放電、電壓沖擊或者電脈沖而造成的損壞。設計人員應檢查這些組件的匹配特性，確保每條差動(dòng)線(xiàn)受到的影響相同?！　?/p>

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