单片机的差分信号你知道多少？

大家好我是小火，想学习单片机的同学可以关注、私信我或者在评论区回复我要入门。今天我们来说说单片机的差分信号，差分信号到底是什么？通俗来讲，就是驱动端发送两个等值、反相的信号，接收端通过比较这两个电压的差值来判断逻辑状态“0”还是“1”。

差分信号的产生是由输入源发出信号后经过缓冲器和倒相器后，所产生的一对大小相等而极性相反信号。如果输入的是模拟信号，缓冲器就用运算放大器的同相跟随电路来实现，倒相器就用运算放大器的反相比例放大电路来实现。如果是数字信号，就用同相缓冲器和“非门”逻辑和来实现。

我们在电路板中会看到差分信号的电路排得非常的近而且紧密的平行线。因为差分信号在传输过程中难免不遇到其他的干扰信号，大家可以想象到把两根差分信号线始终在一起，在接受到干扰信号时，一般情况下两根信号线都会同时接受到干扰，因为它们太近了，收到的影响就是一样的，差值是不会改变的。

差分信号与普通的单端信号走线相比，主要的优势有以下几点：

因为两根差分走线之间的耦合很好，所以差分走线的抗干扰能力很强，当外界存在其他干扰时，几乎是同时被耦合到两条线上，信号的接收端要比较的只是两信号之间的差值是多少，所以外界干扰可以被完全抵消。

能有效抑制EMI，同样的道理，因为两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，耦合的越紧密，泄放到外界的电磁能量越少。

时序定位精确，因为差分信号的开关变化是位于两个信号的交点，而不像普通单端信号主要是凭借高低两个阈值电压判断，所以基本上不受工艺和温度的影响，从而能有效的降低时序上的误差，同时也更适合于低幅度信号的电路。

在电路中我们如何才能保证差分走线具有良好的屏蔽何隔离呢？它们哥俩进没有关系，但是和其他的信号线要保持好距离，电磁场能量是随着距离呈平方关系递减的，线间距一般超过4 倍线宽时，它们之间的基本上就不会产生干扰了。此外，通过地平面的隔离也可以起到很好的屏蔽作用，这种结构在高频的（10G 以上）IC 封装 PCB 设计中经常会用采用，被称为 CPW 结构，可以保证严格的差分阻抗控制（2Z0）

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