差分信号详解

Posted 2022-01-20 17岁boy想当攻城狮

原理

差分信号是由双绞线进行通讯的，为什么选择双绞线呢？因为这其中有个电磁学的原理，在通讯过程中噪声一般来自外界天气或其它元器件的电磁干扰导致导线中的电流变得不稳定，如2.3v是低电平突然被噪声干扰会造成信号增大变成了高电平，这就导致了传输过程中数据不对的情况，并且差分信号在传输过程中的原理是一根线是正电压，另外一根线是低电压，它俩成相反的趋势。

最后另外一方通过正电压减去负电压得到结果电压来确定这次的传输是逻辑1还是0。

如正电压减去负电压等于正电压那么就是逻辑1，如果为负电压则为逻辑0。

传输过程中两根线使用双绞线的方式缠绕在一起，那么通过电磁学原理两根线的振幅是相同的，两根线缠绕在一起磁场会集中，一旦产生噪声那么两根线的电流都会受到同样的影响，所以即便产生噪声最终被进行减法计算时结果不会变，两根线所受噪声干扰是同步的。

差分信号在通讯时的傅里叶变换波形如下：

可以很清晰的看到一条线的电流是正电压，另外一条是负电压

 

这两条线没有固定哪条是正哪条是负，规定是两条线的电流一定是相反的

所以可以看到波形是这样的，低变高，高变低。 

 

其次是差分信号有一个好处，在TTL电路里两个单片机交互是需要地的，因为考虑到两个单片机所使用的电路不同，那么高低电平的电V也就不同，所以两个单片机之间互相接地通过电位器来获取电势差，参考电位，这样才能有个电压做参考点，一般这个参考点是0V，这个点就用来代表电压的基准来做矫正，就像海拔一样，需要有一个0的海平面作为基准来表示海拔的高度。

数模里就教过：先获取参考点位在发电流

如果不获取就是一个虚地，虚地的值不可控的，所以就相当于没有一个电流基准，那么也不确定什么是高电平什么是低电平了，就无法导通。

而差分信号固定是2.5V，不管什么电路统一2.5V，所以它不需要接地。