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單端信號(hào)傳輸和差分信號(hào)傳輸是兩種常見的信號(hào)傳輸方式，它們在抗干擾能力和信號(hào)質(zhì)量等方面有一些明顯的區(qū)別。

單端信號(hào)是指只有一個(gè)信號(hào)引腳傳輸信號(hào)的方式。在單端信號(hào)傳輸中，信號(hào)源的電壓或電流相對(duì)于地（或參考電壓）的變化表示信號(hào)的信息。單端信號(hào)傳輸簡單且常見，適用于短距離的數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點(diǎn)是簡單方便，能滿足大多數(shù)領(lǐng)域?qū)?/span>數(shù)據(jù)采集的需求，缺點(diǎn)是抗干擾能力相對(duì)較弱。

（圖1）

差分信號(hào)是通過兩個(gè)相互反向的信號(hào)引腳傳輸信號(hào)的方式。其中，一個(gè)引腳傳輸正向信號(hào)，另一個(gè)引腳傳輸反向信號(hào)。差分信號(hào)傳輸利用了兩個(gè)引腳之間的電壓差或電流差來表示信號(hào)的信息。 

差分信號(hào)傳輸對(duì)于遠(yuǎn)距離傳輸可以提供更好的抗干擾能力，因?yàn)楦蓴_信號(hào)通常會(huì)同時(shí)影響正向信號(hào)和反向信號(hào)，而差分接收器可以通過比較兩個(gè)信號(hào)的差異來減少干擾的影響。因此，差分信號(hào)傳輸更適用于抗干擾要求較高的應(yīng)用以及長距離傳輸?shù)葓鼍啊?/span>

（圖2）

差分信號(hào)傳輸?shù)膬?yōu)點(diǎn)：

1、差分信號(hào)的總dI/dt比單端信號(hào)少，能降低EMI噪聲和軌道塌陷。

2、差分信號(hào)在一對(duì)緊耦合差分傳輸線上傳輸，對(duì)返回路徑的依賴沒那么大。

3、使用差分線可以實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)距離差分信號(hào)的傳輸。

差分信號(hào)傳輸?shù)娜秉c(diǎn)：

1、差分信號(hào)傳輸會(huì)使得收發(fā)端的電路變得復(fù)雜，系統(tǒng)的功耗也會(huì)隨之上升。

2、如果設(shè)計(jì)不恰當(dāng)，在差分信號(hào)線上有共模信號(hào)存在，會(huì)帶來額外的EMI問題。

3、傳輸同樣的數(shù)據(jù)，差分信號(hào)需要2根信號(hào)線，且差分信號(hào)一定要走兩根等長、等寬、緊密靠近。這意味著電路連接更多、所需PCB面積更大。

下圖3是一對(duì)差分信號(hào)。差分線+和GND之間信號(hào)電壓是V1，差分線-和GND之間信號(hào)電壓是V2。差分線之間的電壓是Vdiff

（圖3）

差模信號(hào)：Vdiff=V1-V2

共模信號(hào)：Vcomm=1/2*(V1+V2）

V1=Vcomm+1/2*Vdiff

V2=Vcomm-1/2*Vdiff

這些信號(hào)和公式可以用來描述任何一對(duì)傳輸線上的信號(hào)，即使它們本身不是同一組差分對(duì)信號(hào)。

下圖4是某芯片的LVDS信號(hào)定義和其測試波形。

（圖4）

（圖5）

理論上共模信號(hào)是恒定的。但實(shí)際上，因?yàn)镻CB設(shè)計(jì)、線纜的差異等，都會(huì)引起共模信號(hào)的改變，并且?guī)韮蓚€(gè)問題。

（1）當(dāng)共模信號(hào)過高時(shí)，負(fù)載端差分接收器的輸入放大器會(huì)飽和，使之不能準(zhǔn)確讀取差分信號(hào)電壓值。

（2）當(dāng)共模信號(hào)有變化時(shí)，會(huì)引起EMI問題。

總結(jié)起來，單端信號(hào)和差分信號(hào)在電路復(fù)雜性、抗干擾能力、信號(hào)質(zhì)量度等方面有所區(qū)別。單端信號(hào)適用于常規(guī)的信號(hào)傳輸場景，而差分信號(hào)更適用于長距離以及抗干擾要求較高的應(yīng)用。差分信號(hào)傳輸能夠提供更好的抗干擾能力和信號(hào)質(zhì)量，但同時(shí)也需要更多的引腳和復(fù)雜的電路設(shè)計(jì)。因此，在選擇信號(hào)傳輸方式時(shí)，需要根據(jù)具體應(yīng)用需求和設(shè)計(jì)要求進(jìn)行綜合考慮。

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