什么是差分信号
说到差分信号，我们首先想到的是PCB或线缆上的差分对，这是差分信号的物理承载形式。
这就引出来另一个新概念：差分对。那么我们首先需要了解差分对是什么~
从本质上来说差分对仍然属于是传输线之间的相互关系，只是它相比于串扰更加特殊一点，更加有趣一点。
首先我们先来看差分对的定义，具体是指：存在耦合的一对传输线。
而在差分对上承载的信号就是差分信令：用两个输出驱动器去驱动两条独立的传输线，一条线路传输1’b，而另外一条传输它的补。
我们所测量到的信号是两条传输线之间的差，这一差分信号携带着传输信息。
因此差分信号相对于单端信号多了一条传输线，我们从另外一个角度来看：差分信号在传输过程中，同时也在传输着单端信号。
如之前的文章中对传输线的定义，单端信号是：驱动器在传输线上驱动一路信号时，在信号路径和返回路径之间存在的信号电压。
而差分信号是：两路驱动器驱动一个差分对时，两路信号路径之间存在的信号电压差。
假设差分信号的两个单端信号电压分别是：V1和V2，那么接收端的差分接收器检测的是它们之间的信号电压差：Vdiff = V1-V2，同时电路上还存在共模信号：Vcomm = (V1+V2)/2。
差分对比单端传输线多了一条信号线，这看起来似乎得不尝试，多了一倍的资源。但是奇怪的事情背后，往往背后有坚实的逻辑。
那么，差分信号相比于单端信号有哪些优点？
1. 差分信号幅度相对单端信号的摆幅更低，双驱动器产生的dI/dt比单端驱动器大幅降低，从而减小了地弹、轨道塌陷以及EMI干扰等问题。
2. 相比于单端放大器，接收器中的差分放大器有更高的增益。
3. 如果信号在一对紧耦合差分对中传播，对外串扰小且应对其它传输线的串扰较好。
4. 差分信号通过阻抗不连续点时，不易受到外部的干扰（抗共模干扰较强）。
5. 使用便宜的双绞线即可实现较远距离的差分信号的传输（5类线），成本较低。
从理论上来说，任何两条传输线都可以构成一个差分对，每条传输线都可以是简单的单端传输线。
这个定义感觉跟实际应用会有较大的差别，我们不会随意拿两条传输线就当作差分对来用的，而是会要求差分对：差分线等长、等宽，线间距保持一致，单端阻抗相等，等等。
简而言之，对差分信号线的要求是：差分对的两条传输线是一对保持对称姿势的双胞胎。因为任何的不对称都会导致差分信号的失真，并使部分差分信号转换成共模信号，而共模信号遇到不对称又会使部分共模信号转换成差分信号，造成差分信号质量的恶化。
欢迎点“赞”“关注”“在看”，谢谢~
