數(shù)字接口" title="數(shù)字接口">數(shù)字接口——單端" title="單端">單端與差動接口" title="差動接口">差動接口對比
單端數(shù)據(jù)傳輸僅使用一條信號線,其電勢被看作接地,。當(dāng)信號線為信號電流提供正向通道時,,接地線會提供回流通道。圖 1 顯示了單端傳輸通道的基本示意圖,。
圖 1 單端傳輸通道
單端接口的優(yōu)點包括簡潔性和實施成本低,,但也有三個主要的缺陷: 1)對噪聲拾取極為敏感,由于引入至信號或接地通道中的噪聲將直接添加到接收器輸入,,因此會導(dǎo)致錯誤的接收器觸發(fā),。
2)另一個值得關(guān)注的是串?dāng)_。串?dāng)_是相鄰信號和控制線之間的電容和電感耦合,。
3)最后,,信號線跡和接地層之間存在物理性差異,單端系統(tǒng)中產(chǎn)生的橫向電磁波 (TEM) 可以輻射到電路環(huán)境中,,從而成為影響相鄰電路的嚴(yán)重電磁干擾 (EMI) 源,。
差動信號傳輸采用由兩條導(dǎo)線組成的信號線對:一條用于使電流正向流動,另一條用于使電流回流,。每條信號導(dǎo)線都具有一個共模電壓 VCM,,該電壓與 50% 的差動驅(qū)動器輸出電壓 VOD 相疊加,但彼此極性相反(請參見圖 2),。
圖 2 差動傳輸通道
當(dāng)差動線對的導(dǎo)線彼此接近時,,引入至兩個導(dǎo)線中的電耦合外部噪聲會在接收器輸入端作為共模噪聲均勻出現(xiàn)。具有差動輸入的接收器只對信號差敏感,,但對共模信號抗擾,。因此,,該接收器可以抑制共模噪聲并保持信號完整性。
圖 3 從單導(dǎo)線周圍的大散射磁場和差動信號線對緊耦合導(dǎo)線回路之外的小散射磁場輻射出的 TEM 波緊電子耦合可提供另一種好處,。兩條導(dǎo)線中的電流等幅但極性相反,,能夠產(chǎn)生彼此抵消的磁場。這樣,,兩條導(dǎo)線的橫電磁波就被剝奪了磁場,,因此不會輻射到環(huán)境中。只有導(dǎo)線回路之外非常小的散射磁場才有輻射,,從而顯著降低了電磁干擾 (EMI),。
應(yīng)用
當(dāng)緊靠系統(tǒng)控制器應(yīng)用時,單端接口允許相對較高的頻率(高達(dá) 70 MHz),。差動接口具有相當(dāng)高的抗干擾能力,,可以顯著降低電磁干擾 (EMI),因此其數(shù)據(jù)傳輸頻率可達(dá) 500MHz 或更高,。
數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換器中最常實施的接口是內(nèi)部集成電路 (I2C) 總線,、串行外設(shè)接口 (SPI)總線以及低壓差動信號傳輸 (LVDS) 接口。