单模是我们最熟悉的。它包括介于驱动器与接收器之间的单根导线或走线。信号沿走线传播并从地返回1。
差模包括介于驱动器与接收器的一对走线(或导线)。我们一般认为其中一根走线传送正信号而另一根传送负信号,并且大小相等极性相反,没有通过地的返回信号;信号沿一根走线前进并从另外一根返回。
共模信号通常更难于理解。既可以包括单端走线也可以包括两个(可能更多)差分走线。同样的信号沿走线以及返回路径(地)或者沿差分对中的两根走线流动。大部分人往往对共模信号不熟悉,因为我们自己从来不会故意产生它们。它们通常是由从其它(邻近或外部)源耦合进电路的噪声引起的。一般来讲,结果最好情况是中性的,最坏情况是具有破坏性的。共模信号能够产生干扰电路正常运行的噪声,并且是常见的EMI 问题的来源。
优点:差分信号相比单端信号有一个显著的缺点:需要两根走线而不是一根,或者两倍的电路板面积。但是差分信号有几个优点:如果没有通过地的返回信号,地回路的连续性相对就变得不重要了。因此,假如我们有一个模拟信号通过差分对连接到数字器件,就无需担心跨越电源边界,平面不连续等等问题。差分器件的电源分割也更容易处理2。差分电路在低压信号的应用中是非常有益的。如果信号电平非常低,或者如果信噪比是个问题,那么差分信号可以有效地倍增信号电平((-v)=2v)。差分信号和差分放大器通常用于信号电平非常低的系统的输入级。
差分接收器往往对输入信号电平的差敏感,但是常常被设计为对输入的共模偏移不敏感。因此在强噪声环境中差分信号往往比单端信号有着更好的性能。
相比单端信号(以一个不太精确的受电路板其他位置的噪声的干扰的信号为参考)差分信号(彼此互为参考)的翻转时序可以更精确地设定。差分对的交叉点定义得非常精确(图1)。单端信号位于逻辑1 和逻辑0 之间的交叉点受制于(举例)噪声、噪声门限以及门限检测问题等等。
引自:http://www.yeeyan.com/articles/view/1954/2224
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