理解差分信号：LVDS技术与优势解析

“什么是差分信号，差分信号的介绍” 差分信号是一种通信技术，用于在两条平行导线之间传输数据，通过比较这两条线上的电压差异来解码信息。这种信号传输方式具有许多优点，特别是在高速通信领域。差分信号的核心在于，它同时在一对导线（通常标记为A和B）上发送相位相反的信号，如图11-3所示，其中C表示差分方程的结果，即A与B的差值。在实际应用中，LVDS（低压差分信号）是一种常见的差分信号技术，其驱动器通常采用电流驱动模式，而接收端则通过100欧姆的无源端接器简单地检测信号差。 差分信号的主要优势在于其对抗噪声的能力。由于A和B线之间的信号差异被测量，而不是单个信号的绝对值，共模噪声（即同时影响两条线的噪声）可以被有效地消除。这使得差分信号系统在面临高噪声环境时仍能保持良好的信号完整性。例如，与传统的TTL/CMOS逻辑或摆幅较小的技术（如BTL和GTL）相比，LVDS能够在较低的电压摆幅下提供更高的噪声裕度，从而实现更高的性能，同时消耗的功率更少，端接方案更简单，并且更容易进行系统升级。 高速数据传输的需求随着处理器速度的不断提升而日益增长。为了满足这些需求，总线速度必须随之提高，这就需要更高效的数据接口技术。传统的单端信号在高速传输时，会遇到时间裕度减少和噪声干扰增大的问题，而差分信号则能够克服这些问题。如图11-4所示，随着信号摆幅减小，单端信号的噪声裕度通常也会下降，但差分信号如LVDS却能在小摆幅下保持较高的噪声裕度，因此成为高速通信的理想选择。 此外，差分信号传输还促进了带宽需求的增长，这在电子邮件、网络连接和多媒体内容的大量使用中尤为明显。随着对图像、视频和其他附件的处理需求增加，数据传输速率的提升变得至关重要。LVDS等差分信号技术为此提供了支持，不仅提高了数据传输速度，还降低了功耗，简化了设计复杂性，为现代电子系统的设计提供了重要的解决方案。 差分信号是一种强大的通信方法，尤其适用于需要高速、低噪声和低功耗的应用。LVDS作为差分信号的一个实例，已经成为现代电子设计中的关键组成部分，特别是在高数据速率的通信接口和高速操作中。