差分信号是指由两个信号的差值构成的信号。在电路中,如果一个电路输出的信号需要经过长距离传输或经过一些其他电路后再被接收端接收,在这个过程中如果信号的引脚之间存在一定的电位偏差,就会导致信号的失真和抗干扰能力下降。通过采用差分信号,可以有效地抑制这种噪声干扰,提高信号的抗干扰能力和传输稳定性。
差分信号的实现需要两个相同的信号源,这两个信号源之间的信号引脚相互独立,信号的差值通过一个差分放大电路进行放大,并输出为差分信号。典型的应用包括USB、LVDS和HDMI等标准。在电路设计中,为了防止共模噪声的干扰,差分信号的布线需要特殊设计。
相对于单端信号,差分信号能够显著提高数据传输的抗干扰能力。当受到噪声干扰时,差分信号中会同时受到噪声的影响,但通过对两个信号取差值,噪声信号在差分信号中会被抵消,从而使信号传输更加稳定可靠。此外,差分信号还可以提高信号的传输速率,因为它可以用较小的电压差来传输更广泛的数据。
差分信号广泛应用于各种数字通信系统、传感器和微处理器之间的通信、高速数据采集和成像系统等各种电路中。例如,USB、HDMI、以太网和PCI Express等标准都采用了差分信号。