Hva er Differential Signa?

December 13  by Eliza

Differensial-signalering er en teknikk for elektronisk overføring av informasjon ved hjelp av to forskjellige signaler. Til sammenligning benytter single-ended signale bare ett signal. Differensial signalering er effektivt for både analog signalering og digital signalering. Noen lydanlegg fortsatt bruke analoge systemer, men de fleste kommunikasjonsprotokoller, for eksempel Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 og RS-485, bruker digital signalering.

Mottakeren reassembles det opprinnelige signalet ved å lese av forskjellen i spenning mellom de to overførte signaler. Denne teknikken gjør det mulig for mottakeren å ignorere den absolutte spenning av de signaler, som kan variere betydelig når de reiser mellom transmitteren og mottakeren. Derfor er differensialsignale en mye mer pålitelig fremgangsmåte for elektronisk overføring av informasjon enn single-ended signalering.

Differential signale har dobbelt så motstand mot støy som single-ended signalering. Dette er en fordel med lav spenning elektroniske enheter som mobiltelefoner og bærbare telefoner. Disse enhetene fortsette trenden mot lavere spenningsforsyninger for å redusere uønsket stråling og for å spare strøm.

Den høye logiske nivå i et enkelt-endet digitalt system er forsyningsspenningen (Vs). Det lave logiske nivå i dette system er den første spenningen, og 0 volt (V). Forskjellen mellom disse to spenningsnivåer er derfor Vs - 0 V = Vs. Spenningene i et par av differensialsignaler har samme størrelse, men motsatt polaritet, slik at spenningene + Vs og -Vs. Dette betyr at forskjellen i spenning mellom de to signaler er (+ Vs) - (-Vs) = 2Vs, som således dobler støyimmunitet av signalet.

Single-ended signaler slik som RS-232 har den fordel at den krever bare en wire. En spenning på minst 12 volt angir et signal, og en spenning på mindre enn tre volt indikerer et manglende signal. Dette gir noe støy immunitet for en single-ended signal fordi naturlige kilder til elektrisitet produsere sjelden tre volt.

Den primære ulempe med en eneste ende signal er at den ikke kan fungere ved høy hastighet. Induktans og kapasitans er elektriske effekter som har en tendens til å kansellere ut høyfrekvente signaler, noe som begrenser hastigheten av en single-ended signal. Denne type signal også krever høyere spenningsnivåer for å unngå en høy feilrate under overføring.

Datamaskiner bruker vanligvis differensial signaliserte til minimalisere virkningene av elektromagnetiske forstyrrelser. Disse enhetene bruker likestrøm, som ikke kan sile ut forstyrrelser. En datamaskin er lavspent signallinjen og høy spenning strømforsyning linje ofte dele den samme bakken. Dette kan føre til at kraftlinjen for å indusere en betydelig spenning i signalledningen, forårsaker forstyrrelser.

  • Porter for anbefalt standard 232 (RS-232) kabel er likevel funnet på mange personlige datamaskiner.