差分信号怎么产生（差分信号原理图）

差分信号怎么产生的

差分传输是一种信号传输的技术，区别于传统的一根信号线一根地线的做法，差分传输在这两根线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相反。在这两根线上的传输的信号就是差分信号。

所谓差分信号，本质是两个电压信号的差值，具体要满足以下两个特点，如图所示：

（1）两个电压信号的幅值（大小）相等，相位相差180°（即方向相反）。

（2）两个信号要具有相同的直流电压VCM（即参考电势）。

差分信号原理图

差分信号是通过将两个信号的差值作为输出得到的信号。具体而言，差分信号的产生涉及以下步骤：

1. 获取两个原始信号：首先需要获取两个原始信号，可以是电压、电流、声音等信号的表示形式。

2. 信号偏置消除：为了确保两个原始信号之间没有直流偏置，需要进行信号偏置消除。这可以通过减去两个信号的平均值来实现。

3. 信号相减：将经过偏置消除的两个信号进行相减操作，即一个信号减去另一个信号。

4. 差分信号输出：将信号相减得到的结果作为差分信号输出。

差分信号在许多应用中都具有重要意义，特别是在信号处理、电路设计和通信系统中。差分信号的主要优势是可以有效地抵消噪声和干扰，提高信号的抗干扰能力和传输质量。

差分信号的种类和电平标准

差分信号按照信号类型不同可以分为模拟差分信号和数字差分信号两种类型。

1. 模拟差分信号：模拟差分信号指的是两个信号之间的差值为模拟信号，其典型应用是在高速数据传输中，例如在超长距离传输、高速摄像机和音频应用中广泛使用。模拟差分信号的电平标准有许多种，如RS-422、RS-485、LVDS等。

2. 数字差分信号：数字差分信号指的是两个信号之间的差值为数字信号，其常用于数字电路、计算机总线和互连应用中。数字差分信号的电平标准有许多种，如USB、Ethernet、HDMI、DisplayPort等。其中，HDMI和DisplayPort是高清视频传输中最常用的数字差分信号标准，它们能够提供高品质的音视频传输，同时支持高分辨率和高刷新率等特性。

总的来说，差分信号在不同领域和应用中有着不同的电平标准和技术要求。选择合适的差分信号电平标准和应用技术，对于实现高质量的传输和通信具有非常重要的作用。

差分信号的优势分析

差分信号的第一个好处是，因为你在控制‘基准’电压，所以能够很容易地识别小信号。在一个地做基准，单端信号方案的系统里，测量信号的精确值依赖系统内‘地’的一致性。信号源和信号接收器距离越远，他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与‘地’的精确值无关，而在某一范围内。

差分信号的第二个主要好处是，它对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的 EMI 还要少。

差分信号提供的第三个好处是，在一个单电源系统，能够从容精确地处理‘双极’信号。为了处理单端，单电源系统的双极信号，我们必须在地和电源干线之间某任意电压处（通常是中点）建立一个虚地。用高于虚地的电压来表示正极信号，低于虚地的电压来表示负极信号。

审核编辑：黄飞