单端与差动接口对比

本《信号链路基础知识》部分向您介绍了在将数字转换结果从模数转换器(ADC)传输到系统控制器以及将任何数字配置数据从控制器传输到数模转换器(DAC)时所必需的数字接口。其中所使用的两种主要的信号传输方案就是单端和差动信号传输。单端数据传输仅使用一条信号线，其电势被看作接地。当信号线为信号电流提供正向通道时，接地线会提供回流通道。图1显示了单端传输通道的基本示意图。图1单端传输通道单端接口的优点包括简洁性和实施成本低，但也有三个主要的缺陷：对噪声拾取极为敏感，由于引入至信号或接地通道中的噪声将直接添加到接收器输入，因此会导致错误的接收器触发。另一个值得关注的是串扰。串扰是相邻信号和控制线之间的电容和电感耦合。最后，信号线迹和接地层之间存在物理性差异，单端系统中产生的横向电磁波(TEM)可以辐射到电路环境中，从而成为影响相邻电路的严重电磁干扰(EMI)源。差动信号传输采用由两条导线组成的信号线对：一条用于使电流正向流动，另一条用于使电流回流。每条信号导线都具有一个共模电压VCM，该电压与50%的差动驱动器输出电压VOD相叠加，但彼此极性相反(请参见图2)。图2差动传输通道当差动线对的导线彼此接近时，引入至两个导线中的电耦合外部噪声会在接收器输入端作为共模噪声均匀出现。具有差动输入的接收器只对信号差敏感，但对共模信号抗扰。因此，该接收器可以抑制共模噪声并保持信号完整性。图3从单导线周围的大散射磁场和差动信号线对紧耦合导线回路之外的小散射磁场辐射出的TEM波紧电子耦合可提供另一种好处。两条导线中的电流等幅但极性相反，能够产生彼此抵消的磁场。这样，两条导线的横电磁波就被剥夺了磁场，因此不会辐射到环境中。只有导线回路之外非常小的散射磁场才有辐射，从而显著降低了电磁干扰（EMI）。应用当紧靠系统控制器应用时，单端接口允许相对较高的频率（高达70MHz）。差动接口具有相当高的抗干扰能力，可以显著降低电磁干扰（EMI），因此其数据传输频率可达500MHz或更高。一、 概述1756-IF16/8模块支持以下三种配线方式：•单端配线•差动配线•高速差动配线二、 单端配线方式单端配线将输入信号与地信号相比较。它们之间的差别被用来为控制器提供信号。当使用单端配置时，所有输入设备共用一个公共地。除了公共地外，其可以使可使用的通道最大化（1756-IF16可使用16通道，1756-IF8可使用8通道）。三、 差动配线方式当在系统中采用分离信号对、或者公共地难以取得时，推荐使用这种有利的差动配线方式。同样，在提供信号抗噪音干扰能力的环境中，也推荐差动配线。注意：差动配线使模块仅支持模块所有通道的一半，即1756-IF16可使用8通道，1756-IF8可使用4通道。四、高速差动配线方式设置1756-IF16/8为高速模式，其可以以相对差动配线方式更快的速度发送最新数据。注意：高速差动配线方式与差动配线方式接线方式一样，但仅支持差动配线方式通道数的一半，即1756-IF16可使用4通道，1756-IF8可使用2通道。五、 模块通信配线方式的选择在模块的“通信格式”选择中，可选择：•（只听）（带有CTS时间标记的）浮点/整数数据（单端模式）•（只听）（带有CTS时间标记的）浮点/整数数据（差动模式）•（只听）（带有CTS时间