信号链基础知识#29：数字接口—单端接口与差动接口的对比

2022-01-26 10:36分类：电子元器件阅读：

数据信号链基本知识#29：数据插口—单端插口与差动保护插口的比照

本《信号链基础知识》系列产品文章内容向您详细介绍了在将数据转换結果从数模转换器 (ADC) 传送到系统软件控制板及其将一切数据配备数据信息从控制板传送到模数转换器 (DAC) 时需需要的数据插口。在其中所运用的两种关键数据信号传送计划方案便是单端和差动保护数据信号传送。

单端传输数据仅应用一条电源线，其电势差被当作接地装置。在电源线为数据信号电流量给予正方向安全通道时，电线接头会给予流回安全通道。图 1 表明了单端传送安全通道的基本概念图。

图 1 单端传送安全通道

单端插口的具体优势可归纳为形象性和较低的执行成本费。殊不知，他们非常容易受噪音捡取的危害，由于引进到数据信号或是接地装置安全通道的噪音立即加到接收器键入，进而造成伪接收器开启。另一个现象是串扰，尤其是在一些更高频标准下，其为相邻数据信号和操控路线中间的电容器和电感器藕合。最后，因为电源线迹和接地质构造中间的物理学差别，单端系统中形成的横着无线电波 (TEM) 会辐射源到电源电路自然环境中，进而变成相邻电源电路的极大干扰信号源(EMI)。

差动保护数据信号传送应用由两根输电线构成的讯号对：一个用以正方向电流量，而另一个用以回到电流量。每一个数据信号输电线均有一个共模电压 V_CM，其由 50% 差动保护控制器輸出 V_OD累加，但极性相反（参照图 2）。

图 2 差动保护传送安全通道

差役动对的输电线彼此之间贴近时，引进到2个输电线的电藕合外界噪音匀称地体现为接收器键入端共模噪音。具备差动保护键入的接收器仅受信号差的危害，但不会受到共模数据信号的危害。因而，接收器不仅抑止了共模噪音，与此同时还保证了信号完整性。

图 3 从单输电线周边的大透射电磁场和差动保护电源线对紧藕合输电线控制回路以外的小透射电磁场辐射源出的 TEM 波

紧电子器件藕合也有此外一个益处。2个输电线中尺寸相同但极性相反的电流量，会产生一些互相冲抵的电磁场。2个输电线的 TEM 波，如今其电磁场被夺走，因而没法辐射源到自然环境中。仅有一些十分小的输电线环城路外界边沿静电场能够辐射源，进而发生很小的 EMI。

运用

紧贴系统软件控制板应用时，单端插口容许相对性较高的頻率（达到 70 MHz）。差动保护插口具备很高的抗噪性，能够大大的低低 EMI，因而能够在达到 500 MHz 乃至高些的次数下传送数据。

最常见的数据信息转化器插口是內部集成电路芯片系统总线 (I²C)、串行通信外接设备插口系统总线 (SPI) 和低电压差动保护数据信号传送插口 (LVDS)。在后面的《信号链基础知识》文章内容中，能够浏览到那些內容。