差分信號和共模信號是什么?


差分信號和共模信號是電子領域中兩個重要的概念,它們在信號處理、電路設計以及電磁兼容性等方面具有廣泛的應用和重要的意義。
差分信號
差分信號(Differential Signal)指的是一對在振幅上相等、相位上相差180°(即方向相反)且存在關聯性的電信號。這種信號由兩個部分組成:一個是正向信號,另一個是反向信號。兩者不僅振幅相同,還共享一個直流電壓VCM(即參考電勢)。差分信號的本質是兩個電壓信號的差值,通過比較這兩個電壓的差值來判斷發送端發送的邏輯狀態。差分信號具有抗干擾能力強、提高信號完整性和可靠性等優勢,是現代通信和信號處理中不可或缺的一部分。
差分信號在電路板上傳輸時,差分走線必須是等長、等寬、緊密靠近、且在同一層面的兩根線,以確保信號的同步傳輸和差分效果。差分信號在高速數據傳輸、音頻視頻傳輸、模擬和數字信號處理以及測量和傳感器系統等領域得到廣泛應用。
共模信號
共模信號(Common Mode Signal,簡稱CMS)是指同時作用于差分放大器或儀表放大器同相、反相輸入端的相同信號。這種信號以局部共通端或者接地為參考,在雙線電纜的兩根線上出現,幅度和相位都相同。共模信號也被稱為對地感應信號或不對稱信號,其分量表示為VCOM,純共模信號則是VCOM=V1=V2,即兩根線上的信號大小相等,相位差為0°。
共模信號的產生可以由多種因素引起,如電源線上的噪聲、地線回路中的電流等。共模信號主要關注信號線對地的噪聲和干擾,而差分信號則關注信號線之間的差異和變化。在實際應用中,需要抑制共模信號的干擾和噪聲,以確保信號的準確性和可靠性。
差分信號與共模信號的關系
差分信號和共模信號在電路中常常同時存在。差分信號傳輸的是兩個信號之間的差值,而共模信號則是這兩個信號相對于地的共同部分。在差分信號傳輸過程中,共模信號往往被視為干擾信號,需要采取措施進行抑制。差分信號因其抗干擾能力強、信號完整性高等優點,在通信和信號處理領域得到廣泛應用。而共模信號則需要通過電路設計、濾波等手段進行抑制,以減少對差分信號的干擾。
綜上所述,差分信號和共模信號是電子領域中兩個重要的概念,它們在信號處理、電路設計以及電磁兼容性等方面具有廣泛的應用和重要的意義。在實際應用中,需要根據具體情況選擇合適的信號處理方法和電路設計方案,以充分利用差分信號的優勢并抑制共模信號的干擾。
責任編輯:Pan
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