差動信號最佳實踐

　　摘要：差動信號用于以太網、RS-485、控制器局域網絡(CAN)、USB等的抗擾。在理想情況下，應抑制所有共模噪聲。在現實應用中，需要考慮一些設計方法和組件參數，以保持數據流的高可信度。差動信號用于大多數接口中，通過線纜傳送數字信息。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。　　

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　　環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、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，設計人員應記住沒有系統能夠達到理論模型的理想性能。我們應該考慮以下幾個關鍵的誤差和噪聲源。　　

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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重要。雙絞線規定了允許失衡程度。例如，在低頻下，CAT-6A規定橫斷面轉換損耗為40dB。這意味著，兩條信號線的1V耦合瞬態(共模)僅產生10mV的差動模式信號。更低級別的線纜允許差模轉換中存在更高的共模。

　　為實現瞬態保護而添加的組件會引起差動路徑失衡。例如，瞬態電壓抑制(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。　　

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