差動(dòng)信號(hào)最佳實(shí)踐

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

　　我們都知道差動(dòng)信號(hào)的基礎(chǔ)就是利用噪聲抑制性能對(duì)兩條信號(hào)線的影響相同。圖1描述了這種情況，它通過(guò)兩條信號(hào)雙絞線傳送平衡差動(dòng)信號(hào)。　　

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　　環(huán)境電氣噪聲會(huì)對(duì)兩條線的影響相同，這樣A和B接收到的信號(hào)為：

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

　　因此，差動(dòng)電壓信號(hào)為：

　　VA – VB = VSIGNAL

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

　　在實(shí)際操作中，設(shè)計(jì)人員應(yīng)記住沒(méi)有系統(tǒng)能夠達(dá)到理論模型的理想性能。我們應(yīng)該考慮以下幾個(gè)關(guān)鍵的誤差和噪聲源。　　

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　　線間阻抗失衡

　　平衡信號(hào)線對(duì)差動(dòng)信號(hào)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(hào)線的1V耦合瞬態(tài)(共模)僅產(chǎn)生10mV的差動(dòng)模式信號(hào)。更低級(jí)別的線纜允許差模轉(zhuǎn)換中存在更高的共模。

　　為實(shí)現(xiàn)瞬態(tài)保護(hù)而添加的組件會(huì)引起差動(dòng)路徑失衡。例如，瞬態(tài)電壓抑制(TVS)組件有時(shí)被用于預(yù)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(jì)人員應(yīng)檢查這些組件的匹配特性，確保每條差動(dòng)線受到的影響相同。　　

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