差动连接是一种电路连接方式,由两个非常相似的信号在两个相同但相反的通道(分别为正相和反相通道)中传输,其目的是消除来自两个信号源的共模干扰,只保留差分信号。两个通道的输出信号之差就是差分信号,即为所需的信号。
差动连接有减少共模干扰的效果,主要通过一下几个方面实现:
1) 共模干扰可视作两个输入信号中的一个较为恒定的信号,因此它不会引起两个输入信号之间的差异。因为共模信号对于两个输入信号都是相同的,因此执行差分操作只会输出零。
2)差分信号需要考虑的是两个输入信号之间的差异,但对于共模信号来说,没有这样的差异。因此,共模信号在信号差分之前消失,从而消除了对差分信号的干扰。
3)由于关键差分的应用都是在低电平处,而信号最容易被干扰。通过使差动信号跨越公共模式,电磁干扰信号将以同等方式进入差分输入,从而发生消除。
差动连接在电路设计中具有很多优点:
1)消除共模干扰显著提高了系统的可靠性。
2)增加了系统分辨率,使得系统能够感知很细微的差异。
3)降低了电路中的噪声水平,提高了电路的信号质量。
4)扩展输出的电压和电流幅度,使得输出幅度更大。
差动连接广泛应用于电子设备中,特别是在传感器和运放等模拟电路中。常见的差动连接应用包括:
1)传感器放大器系统:用于测量热、压力和力等物理量,为其提供信号放大和测量控制。
2)收发机:在收发机系统中通过差分信号可以实现信号的传输和处理。
3)基带信号处理:在传输基带信号到模拟信号前,常常采用差分信号进行处理。
4)数据处理:用于数据传输以及计算机和其他设备间的信息传输。