單端數(shù)據(jù)傳輸僅使用一條信號(hào)線,,其電勢(shì)被看作接地,。在信號(hào)線為信號(hào)電流提供正向通道時(shí),,接地線會(huì)提供回流通道。圖1顯示了單端傳輸通道的基本原理圖,。
圖1 單端傳輸通道
單端接口" title="單端接口">單端接口的主要優(yōu)點(diǎn)可概括為簡(jiǎn)潔性和較低的實(shí)施成本,。然而,它們極易受噪聲拾取的影響,,因?yàn)橐氲叫盘?hào)或者接地通道的噪聲直接加到接收機(jī)輸入,,從而引起偽接收機(jī)觸發(fā)。另一個(gè)問題是串?dāng)_,,特別是在一些更高頻率條件下,,其為鄰近信號(hào)和控制線路之間的電容和電感耦合。最終,,由于信號(hào)線跡和接地層之間的物理差異,,單端系統(tǒng)中產(chǎn)生的橫向電磁波 (TEM) 會(huì)輻射到電路環(huán)境中,從而成為鄰近電路的巨大電磁干擾源(EMI),。
差動(dòng)信號(hào)傳輸使用由兩條導(dǎo)線組成的信號(hào)對(duì):一個(gè)用于正向電流,,而另一個(gè)用于返回電流。每個(gè)信號(hào)導(dǎo)線均有一個(gè)共模電壓VCM,,其由50%差動(dòng)驅(qū)動(dòng)器輸出VOD疊加,,但極性相反(參見圖2)。
圖2 差動(dòng)傳輸通道
當(dāng)差動(dòng)對(duì)的導(dǎo)線彼此接近時(shí),,引入到兩個(gè)導(dǎo)線的電耦合外部噪聲均勻地表現(xiàn)為接收機(jī)輸入端的共模噪聲,。具有差動(dòng)輸入的接收機(jī)僅受信號(hào)差的影響,但不受共模信號(hào)的影響,。因此,,接收機(jī)不但抑制了共模噪聲,同時(shí)還保持了信號(hào)完整性。
圖3 從單導(dǎo)線周圍的大散射磁場(chǎng)和差動(dòng)信號(hào)線對(duì)緊耦合導(dǎo)線回路之外的小散射磁場(chǎng)輻射出的TEM波
緊電子耦合還有另外一個(gè)好處,。兩個(gè)導(dǎo)線中大小相等但極性相反的電流,,會(huì)形成一些相互抵消的磁場(chǎng)。兩個(gè)導(dǎo)線的TEM波,,現(xiàn)在其磁場(chǎng)被搶走,,因此無法輻射到環(huán)境中。只有一些非常小的導(dǎo)線環(huán)路外部邊緣電場(chǎng)可以輻射,,從而產(chǎn)生極小的EMI,。
應(yīng)用
緊靠系統(tǒng)控制器使用時(shí),單端接口允許相對(duì)較高的頻率(高達(dá)70 MHz),。差動(dòng)接口" title="差動(dòng)接口">差動(dòng)接口具有極高的抗噪性,,可以大大低低 EMI,,因此可以在高達(dá)500 MHz甚至更高的頻率下傳輸數(shù)據(jù),。
最常用的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器接口是內(nèi)部集成電路總線 (I2C)、串行外設(shè)接口總線 (SPI) 和低壓差動(dòng)信號(hào)傳輸接口 (LVDS),。在后面的《信號(hào)鏈基礎(chǔ)知識(shí)》文章中,,可以閱讀到這些內(nèi)容。
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