by
W przeciwieństwie do sygnału pojedynczego, sygnał różnicowy jest odporny na zakłócenia i szumy elektryczne. Sam sygnał jest mierzony jako różnica napięcia pomiędzy dwoma przewodami. W tym przypadku sygnał dodatni płynie jednym przewodem, a sygnał ujemny drugim.
Proces ten ma wiele praktycznych zastosowań. Pozwala na przesyłanie większych prędkości danych i zwiększenie liczby przewodników przy zachowaniu SNR i odporności na szumy elektryczne. Istnieje również wiele standardów i protokołów dotyczących sygnalizacji różnicowej. Na przykład PCI Express, Ethernet, CAN, USB i RS-485 to typy sygnałów różnicowych.
Sygnalizacja różnicowa jest również ważna w kontekście LVDS. LVDS jest standardem dystrybucji sygnałów na dwóch przewodach. Wymaga on obwodu wejściowego z dwoma pinami HI (+) i LOW (-). Piny te są podłączone do sterownika linii, który jest podłączony do skrętki. Skrętka neguje szumy trybu wspólnego – część ta została skonstruowana przez redaktorów serwisu .
W sygnalizacji różnicowej ważny jest prąd powrotny. Dodatni sygnał różnicowy zwykle wraca przez masę. Jednak możliwe jest również, że prąd powrotny występuje na płaszczyźnie bezpośrednio pod śladem. Jest to określane jako efekt sprzężenia. Jest to spowodowane sprzężeniem elektromagnetycznym, które łączy efekty sprzężenia pojemnościowego i wzajemnie indukcyjnego. Efekt sprzężenia jest tym, co umożliwia przepływ sygnału przez jeden przewód i z powrotem przez drugi przewód.
Jedną z zalet sygnału różnicowego jest fakt, że obwód jest w stanie wytrzymać znaczne różnice czasowe. Nie zawsze tak jest w przypadku sygnału single-ended. Odmierzanie czasu nie jest związane z długością śladu, ale obwód może wytrzymać różnice do 500 milisekund.
Punkt zwrotnicy sygnału różnicowego jest bardzo precyzyjną definicją. Jest to punkt, w którym przecinają się sygnał nieodwrócony i sygnał odwrócony. Efekt sprzężenia pomiędzy dwoma sygnałami jest w stanie zwiększyć amplitudę sygnału, co jest dobrym zjawiskiem w sygnale o dużej prędkości. Sygnał jest również mniej wrażliwy na przesłuch, czyli rodzaj szumu elektromagnetycznego.
Sygnał jest również w stanie wykryć różnicę potencjałów pomiędzy sygnałami odwróconymi i nieodwróconymi. Może również wykryć przejście logiczne. Jest to jeden z głównych powodów stosowania sygnalizacji różnicowej, ponieważ pozwala ona na uzyskanie większych prędkości przesyłu danych i lepszą odporność na szumy elektryczne. Ma również tę zaletę, że nie trzeba się martwić o napięcie odniesienia. Oznacza to, że istnieje mniejsze prawdopodobieństwo, że sygnał będzie musiał przekroczyć przewód masy.
Kolejną rzeczą, o której należy pamiętać w przypadku sygnalizacji różnicowej jest to, że potrzebny będzie odbiornik różnicowy. Odbiorniki te są specjalnie zaprojektowane tak, aby były wrażliwe na różnice wejściowe. Dzięki temu są w stanie wykryć szumy i EMI oraz utrzymać sygnał w granicach napięcia wspólnego trybu pracy interfejsu.
Sygnalizacja różnicowa jest skomplikowanym procesem. Dlatego tak ważne jest, aby przy projektowaniu PCB zapoznać się z odpowiednimi kartami katalogowymi. Jeśli musisz okablować sygnał różnicowy, będziesz musiał wziąć pod uwagę impedancję i długość ścieżki. Należy również wziąć pod uwagę docelową impedancję i sposób poprowadzenia ścieżki. Sygnały różnicowe są często pomijane przez projektantów, ale są ważne, aby je zrozumieć.
Podobne tematy
