差動信號最佳實踐

　　摘要：差動信號用于以太網(wǎng)、RS-485、控制器局域網(wǎng)絡(CAN)、USB等的抗擾。在理想情況下，應抑制所有共模噪聲。在現(xiàn)實應用中，需要考慮一些設(shè)計方法和組件參數(shù)，以保持數(shù)據(jù)流的高可信度。差動信號用于大多數(shù)接口中，通過線纜傳送數(shù)字信息。和單端信號相比，差動信號雖然要求使用兩條信號線而非一條，但差動信號擁有更高的抗擾性能。

　　我們都知道差動信號的基礎(chǔ)就是利用噪聲抑制性能對兩條信號線的影響相同。圖1描述了這種情況，它通過兩條信號雙絞線傳送平衡差動信號?！　?/p>

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　　環(huán)境電氣噪聲會對兩條線的影響相同，這樣A和B接收到的信號為：

　　VA = + ? VSIGNAL + VNOISE
　　VB = - ? VSIGNAL + VNOISE

　　因此，差動電壓信號為：

　　VA – VB = VSIGNAL

　　如USB、以太網(wǎng)、RS-485和CAN等流行電氣標準，均使用差動信號和平衡雙絞線媒介提供可靠的高速通信。

　　在實際操作中，設(shè)計人員應記住沒有系統(tǒng)能夠達到理論模型的理想性能。我們應該考慮以下幾個關(guān)鍵的誤差和噪聲源?！　?/p>

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　　線間阻抗失衡

　　平衡信號線對差動信號的抗擾性至關(guān)重要。雙絞線規(guī)定了允許失衡程度。例如，在低頻下，CAT-6A規(guī)定橫斷面轉(zhuǎn)換損耗為40dB。這意味著，兩條信號線的1V耦合瞬態(tài)(共模)僅產(chǎn)生10mV的差動模式信號。更低級別的線纜允許差模轉(zhuǎn)換中存在更高的共模。

　　為實現(xiàn)瞬態(tài)保護而添加的組件會引起差動路徑失衡。例如，瞬態(tài)電壓抑制(TVS)組件有時被用于預防由于靜電放電、電壓沖擊或者電脈沖而造成的損壞。設(shè)計人員應檢查這些組件的匹配特性，確保每條差動線受到的影響相同?！　?/p>

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