写在前面:
本文旨在对备份进行总结,以便以后可以方便地查询。 因为是个人的总结,所以如果有错误的话欢迎指出来。 另外,大部分内容来自互联网、书籍、各种手册,如有侵权请告知。 马上批改道歉。
目录1、差分信号卸货信号1、差分信号2、单端信号3、比较2、APP应用场景1、USB总线2、以太网3、RS485和RS4224、CAN Bus5、PCI-E6、及RS485
一、差分信号卸货信号1、差分信号
指在两条线上传输信号。 这两个信号的大小相等,极性相反。 通过这两条线路传输的信号就是差分信号(差分模式信号)。 简单地说,在同一时间段内,通过比较这两个电压的差来判断逻辑状态是“0”还是“1”。
2、单端信号也称单端接线; 也就是说,虽然通过通常看到的单一数据线进行传输,但物理上实际上不仅仅是一条线。 那个有基准点,那个基准点是地表面。 实际上,这意味着通过一条信号线和一条地线传输信号。
3、比较差分信号,与现有的在一条信号线上一条一条地线的单端信号传输方式相比,优缺点分别为:
优点:
抗干扰能力强。 噪声一般等效,同时加载到两条信号线,但其差为0。 这意味着噪声不影响信号的逻辑含义。 可以有效抑制电磁干扰(EMI )。 由于2条线接近且信号振幅相等,这2条线与地之间的耦合电磁场的振幅也相等,同时当它们的信号极性相反时,该电磁场相互抵消。 因此,对外部的电磁干扰也很小。 时机的位置很准确。 差分信号的接收端是两条线上的信号振幅的差引起正负跳跃的点,是判断逻辑的0/1的跳跃的点。 而普通单端信号以阈值电压为信号逻辑0/1的转变点,阈值电压与信号幅度电压之比影响较大,不适合低幅度信号。 坏处:
在电路板面积非常紧张的情况下,单端信号可以只有一条信号线,地线沿着地面,但差动信号必须通过两条等长、等宽、紧密接近、处于同一电平的线。 当芯片的引脚间距很小,只能通过一条引线时,经常会发生这种情况。 总结:
差分信号传输单端信号传输的优点抗干扰能力强,简单方便,缺点传输复杂,抗干扰能力差
二、应用场景是在电路板上,差分布线必须是等长、等宽、紧密且处于同一水平的两条线。 与此相关,还有一条蛇形线。 蛇形线是Layout中常用的一种蛇形线方式。 其主要目的是调节延时,满足系统的时序设计要求。
那么,差分线一般适用于哪里呢?
答:一般出现在USB、以太网、PCI-E、SATA、RS485、RS422、HDMI、LVDS、CAN等。
常用对表示方法有:+/- 、PM/PN 、TXN/TXP
1、USB总线USB协议定义由2条差动信号线(d,D-)传输的数字信号,为了使USB设备动作来稳定差动信号线,必须严格地按照差动信号的规则来布局布线。
2、以太网)。
早期的以太网,传输速度只有几万亿。 “1 base 5”——也叫明星局域网,速度为1Mbit/s,虽然在商业上失败,但也是双绞线的首次使用。 一般来说,使用双绞线的链路基本上是差分信号传输。
3、RS485和RS422 RS485和RS422是同一个通用异步传输(UART )类的属性,只是接口不同。
RS485和RS422可从以前的一般逻辑电平基准中将其汇总,所述逻辑数据表现方式决定作为ab2线之间的电压差的时间的逻辑状态
CAN Bus CAN总线传输介质可以是双绞线、同轴电缆。 CAN总线适合大数据量的短距离通信或长距离小数据量,实时性要求比较高,多主机或多节点多用于平等的现场; 其通信距离最大可达10KM (速度小于5Kbps )、速度为1Mbps (通信距离小于40M )。
在以前的CAN总线(Controller Area Network bus )协议(1)的文章中了解了拓扑和设计后,就知道了使用双绞线差分传输的理由。
5、PCI-E在电脑上很常见。PCI Express,简称PCI-E,官方简称PCIe,是计算机总线的一个重要分支,继承了现有的PCI编程概念和它
为什么是差动信号传输,是因为需要其超高速的传输速度:
那么,可以想象为什么接口的导线设计如下图所示。
不是像以下这样节约面积吗?
嘛,这如上所述,差分信号一定要两个等长、等宽、紧密接近,而且还这么多。
6、SATA与上述PCI-E相同,常见于计算机中,是负责主板和大容量存储设备(硬盘和光驱)之间数据传输的计算机总线。
7、HDM
I
HDMI是一种全数字化影像和声音发送接口,可以发送未压缩的音频及视频信号。目前是被设计来取代较旧的模拟信号影音发送接口如 SCART或 RCA等端子的。
同样的也是高速率传输,而且从引脚定义上看:
嗯嗯,差分传输少不了了。
8、LVDS
LVDS全称 Low-Voltage Differential Signaling,即:低电压差分信号;如其名字,必是差分信号传输。
它是一种电子信号系统,可满足现今对高性能资料传输应用的需求,同时系统供电电压减低到 2伏特,适用于分辨率高于 SVGA的 TFT LCD显示设备,目前已得到了广泛的应用,甚至可以嵌入到 FPGA、ASIC或其他组件身上。也可以从 常用逻辑电平标准总结 这里了解其产生的原因及 PCB常规要求。