PCB 기술 - 차등 신호선의 정의와 장점

차분 신호는 숫자를 사용하여 두 물리량 사이의 차이를 나타냅니다.엄밀히 말하면 모든 전압 신호는 차분한 것이다. 왜냐하면 한 전압은 다른 전압에 비해서만 비교할 수 있기 때문이다.일부 시스템에서는 시스템 원이 전압 참조점으로 사용됩니다."땅" 이 전압 측정 참조로 사용될 때 이 신호 계획은 단일 끝이라고 합니다.우리가 이 용어를 사용하는 것은 신호가 단일 도체의 전압으로 표시되기 때문이다.

다른 한편으로 차분신호는 두 도체에 작용한다.신호 값은 두 도체 사이의 전압 차이이다.필요하지는 않지만 두 전압의 평균은 항상 변경되지 않습니다.차분 신호를 한 가지 방법으로 비유해 봅시다.차이점 신호는 마치 두 사람이 시소 위에 있는 것 같다.한 사람이 들어올릴 때, 다른 사람도 들어올리지만, 그들의 평균 위치는 변하지 않는다.계속 들썩이는 유비는 양수값은 왼쪽 사람이 오른쪽 사람보다 높다는 것을 나타낼 수 있고, 음수값은 오른쪽 사람이 왼쪽 사람보다 높다는 것을 나타낼 수 있다.0은 두 사람이 같은 수준에 있음을 나타냅니다.

그림 1 플랭크로 표시된 차등 신호

전기학에 응용하면 이 두 시소는 V+와 V-로 표시된 한쌍의 도선으로 표시된다.V+>V-일 때 신호는 양수 신호로 정의됨

그림 2 차동 신호 파형 및 단일 단자 동등 효과

그림 2 차분대 진폭 주위의 평균 전압은 2.5V로 설정되어 있습니다. 차분대의 각 신호 폭이 0-5V로 제한되면 오프셋 차분대는 최대 범위의 신호 진폭을 제공합니다.이 작업은 단일 5V 전원 공급 장치를 사용하여 수행할 때 자주 발생합니다.

단일 단자 신호가 아닌 차등 신호를 사용할 때 관련 인터페이스 회로의 복잡성을 증가시키는 단일 컨덕터 대신 한 쌍의 컨덕터를 사용합니다.그렇다면 차분 신호는 복잡성과 비용의 증가가 합리적이라는 것을 증명하기 위해 어떤 확실한 이점을 제공합니까?

차분 신호의 첫 번째 장점은 작은 신호를 쉽게 식별 할 수 있다는 것입니다. 왜냐하면 "참조"전압을 제어하고 있기 때문입니다.접지 참조와 단일 신호 시나리오가 있는 시스템에서 측정 신호의 정확한 값은 시스템의 접지 일관성에 따라 달라집니다.신호 소스와 신호 수신기가 멀어질수록 로컬 접지 전압 값 간의 차이가 발생할 가능성이 커집니다.차등 신호에서 복원된 신호 값은 대부분 "땅"의 정확한 값과 관련이 없지만 일정한 범위 내에 있습니다.

차분 신호의 두 번째 주요 장점은 외부 전자기 간섭 (EMI) 에 대한 높은 면역입니다.간섭원이 차분 신호의 각 끝에 미치는 영향의 정도는 거의 같다.전압 차가 신호 값을 결정하기 때문에 두 컨덕터에서 발생하는 유사한 간섭은 무시됩니다.간섭에 그다지 민감하지 않은 것 외에 차분 신호는 단일 신호보다 EMI가 더 적게 발생한다.

차등 신호가 제공하는 세 번째 이점은 단일 전력 공급 시스템에서 쉽고 정확하게 "이극" 신호를 처리할 수 있다는 것입니다.단일 및 단일 전원 시스템의 양극 신호를 처리하려면 접지와 전원 공급 장치 사이의 임의의 전압 (일반적으로 중간 지점) 에 가상 접지를 설정해야 합니다.가상 접지보다 높은 전압을 사용하여 양신호를 나타내고, 가상 접지보다 낮은 전압을 사용하여 음신호를 나타낸다.다음으로 가상 토지는 전체 시스템에 정확하게 분배되어야 한다.차분 신호의 경우 이러한 가상 접지가 필요하지 않으므로 가상 접지의 안정성에 의존하지 않고 고정밀도로 양극 신호를 처리하고 전파할 수 있습니다.