1、單端信號

單端信號是相對于差分信號而言的，單端輸入指信號有一個參考端和一個信號端構(gòu)成，參考端一般為地端。

2、差分信號

差分傳輸是一種信號傳輸?shù)募夹g(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號線一根地線的做法(單端信號)，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號，這兩個信號的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸?shù)男盘柧褪遣罘中盘枴?

單端信號傳輸和差分信號傳輸是兩種常見的信號傳輸方式，它們在抗干擾能力和信號質(zhì)量等方面有一些明顯的區(qū)別。

單端信號是指只有一個信號引腳傳輸信號的方式。在單端信號傳輸中，信號源的電壓或電流相對于地(或參考電壓)的變化表示信號的信息。單端信號傳輸簡單且常見，適用于短距離的數(shù)據(jù)傳輸。優(yōu)點是簡單方便，能滿足大多數(shù)領(lǐng)域?qū)?shù)據(jù)采集的需求，缺點是抗干擾能力相對較弱。

圖1，來源于網(wǎng)絡(luò)

差分信號是通過兩個相互反向的信號引腳傳輸信號的方式。其中，一個引腳傳輸正向信號，另一個引腳傳輸反向信號。差分信號傳輸利用了兩個引腳之間的電壓差或電流差來表示信號的信息。

差分信號傳輸對于遠距離傳輸可以提供更好的抗干擾能力，因為干擾信號通常會同時影響正向信號和反向信號，而差分接收器可以通過比較兩個信號的差異來減少干擾的影響。因此，差分信號傳輸更適用于抗干擾要求較高的應(yīng)用以及長距離傳輸?shù)葓鼍啊?

圖2，來源于網(wǎng)絡(luò)

差分信號傳輸?shù)膬?yōu)點：

1、差分信號的總dI/dt比單端信號少，能降低EMI噪聲和軌道塌陷。

2、差分信號在一對緊耦合差分傳輸線上傳輸，對返回路徑的依賴沒那么大。

3、使用差分線可以實現(xiàn)遠距離差分信號的傳輸。

差分信號傳輸?shù)娜秉c：

1、差分信號傳輸會使得收發(fā)端的電路變得復(fù)雜，系統(tǒng)的功耗也會隨之上升。

2、如果設(shè)計不恰當(dāng)，在差分信號線上有共模信號存在，會帶來額外的EMI問題。

3、傳輸同樣的數(shù)據(jù)，差分信號需要2根信號線，且差分信號一定要走兩根等長、等寬、緊密靠近。這意味著電路連接更多、所需PCB面積更大。

差模信號：Vdiff=V1-V2

共模信號：Vcomm=1/2*(V1+V2)

V1=Vcomm+1/2*Vdiff

V2=Vcomm-1/2*Vdiff

這些信號和公式可以用來描述任何一對傳輸線上的信號，即使它們本身不是同一組差分對信號。

下圖4是某芯片的LVDS信號定義和其測試波形。

理論上共模信號是恒定的。但實際上，因為PCB設(shè)計、線纜的差異等，都會引起共模信號的改變，并且?guī)韮蓚€問題。

(1)當(dāng)共模信號過高時，負載端差分接收器的輸入放大器會飽和，使之不能準(zhǔn)確讀取差分信號電壓值。

(2)當(dāng)共模信號有變化時，會引起EMI問題。

總結(jié)起來，單端信號和差分信號在電路復(fù)雜性、抗干擾能力、信號質(zhì)量度等方面有所區(qū)別。單端信號適用于常規(guī)的信號傳輸場景，而差分信號更適用于長距離以及抗干擾要求較高的應(yīng)用。差分信號傳輸能夠提供更好的抗干擾能力和信號質(zhì)量，但同時也需要更多的引腳和復(fù)雜的電路設(shè)計。因此，在選擇信號傳輸方式時，需要根據(jù)具體應(yīng)用需求和設(shè)計要求進行綜合考慮。