差分信号与单端信号
差分输入与单端输入

合于低幅度信号的电路。目前流行的
LVDS
(
low voltage differential signaling
)就是指这种
小振幅差分信号技术。
水质监测
油田水处理
单端输入
,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除从而减小了噪声误差.单端输入时
被耦合到两条线上,
而接收端关心的只是两信号的差值,
所以外界的共模噪声可以被完全抵
消。
b.
能有效抑制
EMI
,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相
互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c.
时序定位精确,
由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,
而不像普通单端信号依
靠高低两个阈值电压判断,
,
是判断信号
与
GND
的电压差
.
差分输入时
,
是判断两个信号线的电压差
.
信号受干扰时
,
差分的两线会同时受影响
,
但电压差变化不大
. (
抗干扰性较佳
)
而单端输入的一线变化时
, GND
不变
,
所以电压差变化较大
. (
抗干扰性较差
)
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:
a.
抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时
cmos 时钟 差分转单端

cmos 时钟差分转单端
在电子工程中,将差分信号转换为单端信号是一个常见的需求,特别是在高速数字通信和接口中。
CMOS时钟发生器在许多应用中都起着核心作用,如CPU、微处理器、内存和其他数字逻辑系统中。
下面将详细介绍CMOS时钟信号的差分到单端转换。
差分信号与单端信号
差分信号是两个具有相同幅度但相位相反的信号,通常用于传输数据,因为它可以有效地抵抗噪声和干扰。
单端信号则是一个单一的信号,它相对于一个参考电平(通常是地)变化。
CMOS时钟发生器
CMOS(互补金属氧化物半导体)技术是现代数字电子的基础。
CMOS时钟发生器通常产生一个方波信号,用作其他数字电路的时序参考。
差分转单端转换
差分转单端转换器接收一对差分信号,然后输出一个单端信号。
这通常通过一个电阻网络完成,该电阻网络将差分信号的电压差转化为单端信号。
转换过程中要考虑的一个重要因素是共模抑制比(CMRR),它表示转换器抑制共模噪声的能力。
应用
在许多高速数字系统中,需要将差分时钟信号转换为单端时钟信号。
例如,在某些计算机接口中,如PCIe(高速外设接口总线),就使用了差分时钟信号。
在这些应用中,需要使用差分转单端转换器来提供单端时钟输出,以满足其他数字组件的需求。
结论
差分转单端转换在高速数字通信和接口中非常关键,特别是在那些需要抵抗噪声和干扰的应用中。
而CMOS时钟发生器作为这些系统中的核心组件,确保了稳定的时钟信号供应。
随着技术的进步,这些转换器和发生器的性能也在不断提升,以满足更高的数据速率和更严格的要求。
差分电路与单端电路的区别

差分信号与单端信号一、基本区别不说理论上的定义,说实际的单端信号指的是用一个线传输的信号,一根线没参考点怎么会有信号呢?easy,参考点就是地啊。
也就是说,单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差那么当你把信号从A点传递到B点的时候,有一个前提就是A点和B点的地电势应该差不多是一样的,为啥说差不多呢,后面再详细说。
差分信号指的是用两根线传输的信号,传输的是两根信号之间的电平差。
当你把信号从A点传递到B点的时候,A点和B点的地电势可以一样也可以不一样但是A点和B点的地电势差有一个范围,超过这个范围就会出问题了。
二、传输上的差别单端信号的优点是,省钱~方便~大部分的低频电平信号都是使用单端信号进行传输的。
一个信号一根线,最后把两边的地用一根线一连,完事。
缺点在不同应用领域暴露的不一样归结起来,最主要的一个方面就是,抗干扰能力差。
首先说最大的一个问题,地电势差以及地一致性。
大家都认为地是0V,实际上,真正的应用中地是千奇百怪变化莫测的一个东西我想我会专门写一些地方面的趣事。
比如A点到B点之间,有那么一根线,用来连接两个系统之间的地那么如果这根线上的电流很大时,两点间的地电势可能就不可忽略了,这样一个信号从A的角度看起来是1V,从B的角度看起来可能只有0.8V了,这可不是一个什么好事情。
这就是地电势差对单端信号的影响。
接着说地一致性。
实际上很多时候这个地上由于电流忽大忽小,布局结构远远近近地上会产生一定的电压波动,这也会影响单端信号的质量。
差分信号在这一点有优势,由于两个信号都是相对于地的当地电势发生变化时,两个信号同时上下浮动(当然是理想状态下)差分两根线之间的电压差却很少发生变化,这样信号质量不久高了吗?其次就是传输过程中的干扰,当一根导线穿过某个线圈时,且这根线圈上通着交流电时,这根导线上会产生感应电动势~~好简单的道理,实际上工业现场遇到的大部分问题就是这么简单,可是你无法抗拒~如果是单端信号,产生多少,就是多少,这就是噪声你毫无办法。
差分转单端电路计算

差分转单端电路计算标题:差分转单端电路计算引言概述:差分转单端电路是一种常见的电路设计技术,用于将差分信号转换为单端信号。
在电子工程领域中,差分信号常用于抗干扰、提高信噪比等方面。
本文将介绍差分转单端电路的计算方法及其重要性。
正文内容:1. 差分信号与单端信号的区别1.1 差分信号的定义和特点1.2 单端信号的定义和特点1.3 差分信号与单端信号的关系2. 差分转单端电路的基本原理2.1 差分放大器的工作原理2.2 差分转单端电路的作用和应用领域2.3 差分转单端电路的设计要求3. 差分转单端电路的计算方法3.1 差分放大器的增益计算3.2 差分转单端电路的共模抑制比计算3.3 差分转单端电路的输出电平计算3.4 差分转单端电路的输入阻抗计算3.5 差分转单端电路的输出阻抗计算4. 差分转单端电路的优化方法4.1 选择合适的差分放大器4.2 优化差分转单端电路的电源供应4.3 降低差分转单端电路的噪声4.4 提高差分转单端电路的带宽4.5 提高差分转单端电路的线性度5. 差分转单端电路的重要性及应用案例5.1 差分转单端电路在通信系统中的应用5.2 差分转单端电路在音频处理中的应用5.3 差分转单端电路在传感器接口中的应用总结:差分转单端电路是一种重要的电路设计技术,它能够将差分信号转换为单端信号,提高信号的质量和可靠性。
本文介绍了差分转单端电路的基本原理、计算方法和优化方法,并举例说明了其在通信系统、音频处理和传感器接口等领域的应用。
在实际应用中,我们应根据具体需求和设计要求,选择合适的差分放大器和优化方法,以实现更好的差分转单端电路设计效果。
单端阻抗和差分阻抗

单端阻抗和差分阻抗单端阻抗和差分阻抗是在电路设计和信号传输中非常重要的概念。
它们在不同的应用中起着不同的作用,并且需要根据具体的情况进行选取和分析。
本文将从单端和差分信号的定义开始,讨论单端阻抗和差分阻抗的概念和计算方法,以及它们在电路设计和信号传输中的应用。
一、单端信号和差分信号的定义单端信号是指信号的发送和接收端都是通过相同的引脚或者线路进行传输。
通常情况下,单端信号是通过一个引脚发送信号,另一个引脚接收信号。
差分信号则是通过两个相互对称的引脚进行传输,其中一个引脚发送正向信号,另一个引脚发送反向信号。
这两种信号传输方式在电路设计和信号传输中有着不同的应用。
二、单端阻抗和差分阻抗的概念单端阻抗是指在单端信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配情况。
阻抗匹配是指发送端和接收端之间的阻抗相等,从而使信号能够以最大的功率传输。
在单端传输中,阻抗匹配是非常重要的,因为阻抗不匹配会导致信号反射和功率损失。
差分阻抗则是指在差分信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配情况。
在差分信号传输中,阻抗匹配同样是非常重要的,因为阻抗不匹配会导致信号失真和干扰。
三、单端阻抗的计算方法在单端信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配可以通过一些简单的计算来实现。
其中,发送端的驱动阻抗和接收端的输入阻抗是两个主要的阻抗。
驱动阻抗是指信号源端的输出阻抗,它需要与传输线的特性阻抗匹配,以减少信号的反射和功率损失。
输入阻抗是指信号接收端的输入阻抗,它需要与传输线的特性阻抗匹配,以提高信号的接收性能。
当驱动阻抗和输入阻抗匹配时,信号传输将达到最佳状态。
四、差分阻抗的计算方法在差分信号传输中,发送端和接收端之间的阻抗匹配同样可以通过一些简单的计算来实现。
其中,发送端和接收端之间的差分阻抗是一个非常重要的参数。
差分阻抗是指发送端和接收端之间的差分模式传输线的特性阻抗,它需要与传输线的特性阻抗匹配,以减少信号的失真和干扰。
差分阻抗的计算方法与单端阻抗的计算方法类似,都是需要考虑到传输线的特性阻抗和驱动阻抗等因素。
单端与差分输入

单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15 ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.单端输入时, 是判断信号与GND 的电压差.差分输入时, 是判断两个信号线的电压差.信号受干扰时, 差分的*同时受影响, 但电压差变化不大. (抗干扰性较佳)而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差)差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。
b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。
c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。
目前流行的LVDS(low voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。
步进电机驱动卡与雷塞运动控制器连接方法和案例解析来源:本站原创作者:佚名日期:2012年12月03日【字体:大中小】为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点,掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法,本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念,讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法,并对几个典型的故障案例进行了分析,指导使用者自行排查间题,完成自动控制系统构建.为了帮助使用者更好地了解雷赛公司运动控制卡、步进电机驱动器的特点,掌握运动控制卡与步进驱动器的连接方法,本文主要概述了脉冲输出模式、脉冲输出驱动方式的概念,讲述了运动控制卡与步进驱动器的连接方法,并对几个典型的故障案例进行了分析,指导使用者自行排查间题,完成自动控制系统构建.一、脉冲输出模式与脉冲输出驱动方式1、脉冲输出模式雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出模式:一是单脉冲(脉冲十方向),一种是双脉冲《CW+CCW),可以通过调用运动控制卡的底层函数进行设定.(1)单脉冲模式中,PUL和DIR信号如图,1-1所示:(2)双脉冲模式中,PUL和DIR信号如图1-2示:2.脉冲输出驱动方式雷赛运动控制卡支持两种脉冲输出方式:一是单端输出,一是差分输出,可以通过运动控制卡上的跳线开关进行选择.二、雷塞运动控制卡与步进电机驱动器的连接方法雷赛运动控制卡与步进电机驱动器的连接方式只有两种:一是单端接法;一是差分接法.由于雷赛公司所有的运动控制卡对单端、差分接法都是支持的,因此,在实际应用中,具体采用哪种接线方法,只取诀于电机驱动器的接口特点.如雷赛公司步进电机驱动器M415B只支持单端接法,则运动控制卡(本文以雷赛运动控制卡DMC2410为例进行说明)与M41SB的配线只能如下图所示:图2-11、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.2、步进电机驱动器的公共端OPTO, PUL, DIR分别接控制卡的PC+5V (PUL+或DIR+),PUL-, DIR-.雷赛公司步进电机驱动器MD556对单端接法、差分接法均支持,则运动控制卡与MD556的配线可以采用单端接法或差分接法(为了提高抗干扰能力,建议采用差分接法).驱动器MD556差分接法的配线如图2-2所示:图2-21、运动控制卡内部跳线设置为差分输出.2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.驱动器MD556单端接法的配线如图2-3所示:图2-31、运动控制卡内部跳线设置为单端输出.2、步进电机驱动器的公共端PUL+, PUL-, DIR+, DIR-分别接控制卡的PUL+, PUL-, DIR+, DIR-.三、雷赛控制卡与驱动器连接的故障案例分析及其解诀办法1.案例一现象:无论运动控制卡给步进驱动器发送正向脉冲还是负向脉冲,电机都能跑,但只往一个方向运动,其接法方法如图3-1所示.图3-1原因:根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为单脉冲,驱动器为双脉冲模式.运动控制卡的脉冲输出模式与驱动器的脉冲接收模式不一致.因此,当控制卡发正向脉冲,如图3-1所示脉冲从控制卡的PUL端输出,由于控制卡的PUL与驱动器的PUL相连,这时驱动器的PUI端有脉冲输入,则电机正转.当控制卡发负向脉冲,如图3-2所示脉冲还是从控制卡的PUI端输出,然后从驱动器的PUI端输入,则电机还是按原来的方向运动.解诀办法:把运动控制卡的脉冲输出模式改为双脉冲或把驱动器的脉冲模式设置为单脉冲模式.让控制卡的脉冲模式与驱动器的脉冲模式保持一致.2.案例二现象:运动控制卡给驱动器发送正向脉冲,电机正转正常.运动控制卡给驱动器发送负向脉冲,电机不能运动.接法方法如图3-3所示.图3-4原因:根据故障现象可以判断:运动控制卡的脉冲输出模式为双脉冲,驱动器为单脉冲模式。
差分信号与单端信号

差分信号与单端信号(转) 一、基本区别 不说理论上的定义,说实际的 单端信号指的是用一个线传输的信号,一根线没参考点怎么会有信号呢? easy,参考点就是地啊。也就是说,单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差 那么当你把信号从A点传递到B点的时候,有一个前提就是A点和B点的地电势应该 差不多是一样的,为啥说差不多呢,后面再详细说。 差分信号指的是用两根线传输的信号,传输的是两根信号之间的电平差。 当你把信号从A点传递到B点的时候,A点和B点的地电势可以一样也可以不一样 但是A点和B点的地电势差有一个范围,超过这个范围就会出问题了。 二、传输上的差别 单端信号的优点是,省钱~方便~ 大部分的低频电平信号都是使用单端信号进行传输的。一个信号一根线,最后 把两边的地用一根线一连,完事。 缺点在不同应用领域暴露的不一样 归结起来,最主要的一个方面就是,抗干扰能力差。 首先说最大的一个问题,地电势差以及地一致性。 大家都认为地是0V,实际上,真正的应用中地是千奇百怪变化莫测的一个东西 我想我会专门写一些地方面的趣事。 比如A点到B点之间,有那么一根线,用来连接两个系统之间的地 那么如果这根线上的电流很大时,两点间的地电势可能就不可忽略了,这样一个信号 从A的角度看起来是1V,从B的角度看起来可能只有0.8V了,这可不是一个什么好事情 这就是地电势差对单端信号的影响。 接着说地一致性。实际上很多时候这个地上由于电流忽大忽小,布局结构远远近近 地上会产生一定的电压波动,这也会影响单端信号的质量。 差分信号在这一点有优势,由于两个信号都是相对于地的 当地电势发生变化时,两个信号同时上下浮动(当然是理想状态下) 差分两根线之间的电压差却很少发生变化,这样信号质量不久高了吗? 其次就是传输过程中的干扰,当一根导线穿过某个线圈时,且这根线圈上通着交流电 时,这根导线上会产生感应电动势~~好简单的道理,实际上工业现场遇到的大部分 问题就是这么简单,可是你无法抗拒~ 如果是单端信号,产生多少,就是多少,这就是噪声你毫无办法。 但是如果是差分信号,你就可以考虑拉,为啥呢,两根导线是平行传输的 每根导线上产生的感应电动势不是一样吗,两个一减,他不久没了吗~ 确实,同样的情况下,传输距离较长时,差分信号具有更强的驱动能力、更强
单端信号和差分信号的区别

单端信号和差分信号的区别⼀、单端信号 如图,特点就是⼀根信号线就可以了,其参考的基准电压就是地,当电压⼤于VH就是1(⾼电平);⼩于VL就是0(低电平),为啥⾼低电平不是等于某个值⽽是⼤于/⼩于呢?这很好理解,输出的电压是⼩范围波动的,不可能低电平就是0mv,有可能是1mv,⼗多mv甚⾄更⼤!如果等于0mv才是低电平那估计全是⾼电平了,⽽介于VL~VH为⾼阻态,取决外设怎么解析,有些硬件寄存器会表⽰⾼阻态有些表⽰0或者1 必备条件: a. 参考地 b. VH/VL阈值 c. 时钟切割连续电平(连续⾼电平是代表⼀个1还是多个1) 优点:⾛线少且简单⽅便 缺点:抗⼲扰性差;⼀⽅⾯地势差尽可能接近,否则⼀端输出低电平是0mv,接收端却是10mv,⽽VL=8mv,那就变成⾼电平了(假设极端情况) 另⼀⽅⾯外界电磁⼲扰使得信号线有20mv的⼲扰电压,如果VL=8mv那必然也是⾼电平 注意事项:必须考虑地势差问题以及VL/VH的取值范围有⾜够容差⼆、差分信号 ⼀般在⾼速信号中,其电压幅度⽐较低,像MIPI DSI规范低速振幅=1200mv,⽽⾼速振幅=200mv,所以采⽤上⾯的单端⾛线的话抗⼲扰能⼒实在太差了,因此⾼速(低振幅)⼤部分是使⽤差分信号。
如图: 必备条件: a. 参考地 b. VH/VL阈值 c. 时钟切割连续电平(连续⾼电平是代表⼀个1还是多个1) 优点:抗⼲扰性强; D+ /D-的差值是固定的,不受地势差或者外部⼲扰。
⾄于⾼低电平⽤D+/D-相⽐较得出(上⾯是D+⼤于D-为⾼电平),同时也不需要参考地和VH/VL阈值了! 灵敏度⾼,由于是⽐较相对差值,振幅可以很低,降低设备在通信上的功耗 缺点:信号线多增加布线难度和⼲扰 注意事项: D+、D-⾛线要⼀致,否则电磁⼲扰不⼀致;也正因为电磁⼲扰存在不⼀致所以设计时两个线的差值不能太⼩ (⽐如D+=50mv,D-=30mv,差值是20mv, D+上的⼲扰+10mv最终D+=60,⽽D-上的⼲扰+20mv最终D-=50mv,差值变成10mv!)。
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差分信号与单端信号(转)
一、基本区别
不说理论上的定义,说实际的
单端信号指的是用一个线传输的信号,一根线没参考点怎么会有信号呢?easy,参考点就是地啊。
也就是说,单端信号是在一跟导线上传输的与地之间的电平差
那么当你把信号从A点传递到B点的时候,有一个前提就是A点和B点的地电势应该
差不多是一样的,为啥说差不多呢,后面再详细说。
差分信号指的是用两根线传输的信号,传输的是两根信号之间的电平差。
当你把信号从A点传递到B点的时候,A点和B点的地电势可以一样也可以不一样
但是A点和B点的地电势差有一个范围,超过这个范围就会出问题了。
二、传输上的差别
单端信号的优点是,省钱~方便~
大部分的低频电平信号都是使用单端信号进行传输的。
一个信号一根线,最后把两边的地用一根线一连,完事。
缺点在不同应用领域暴露的不一样
归结起来,最主要的一个方面就是,抗干扰能力差。
首先说最大的一个问题,地电势差以及地一致性。
大家都认为地是0V,实际上,真正的应用中地是千奇百怪变化莫测的一个东西
我想我会专门写一些地方面的趣事。
比如A点到B点之间,有那么一根线,用来连接两个系统之间的地
那么如果这根线上的电流很大时,两点间的地电势可能就不可忽略了,这样一个信号
从A的角度看起来是1V,从B的角度看起来可能只有0.8V了,这可不是一个什么好事情
这就是地电势差对单端信号的影响。
接着说地一致性。
实际上很多时候这个地上由于电流忽大忽小,布局结构远远近近
地上会产生一定的电压波动,这也会影响单端信号的质量。
差分信号在这一点有优势,由于两个信号都是相对于地的
当地电势发生变化时,两个信号同时上下浮动(当然是理想状态下)
差分两根线之间的电压差却很少发生变化,这样信号质量不久高了吗?
其次就是传输过程中的干扰,当一根导线穿过某个线圈时,且这根线圈上通着交流电
时,这根导线上会产生感应电动势~~好简单的道理,实际上工业现场遇到的大部分
问题就是这么简单,可是你无法抗拒~
如果是单端信号,产生多少,就是多少,这就是噪声你毫无办法。
但是如果是差分信号,你就可以考虑拉,为啥呢,两根导线是平行传输的
每根导线上产生的感应电动势不是一样吗,两个一减,他不久没了吗~
确实,同样的情况下,传输距离较长时,差分信号具有更强的驱动能力、更强
的
抗干扰能力,同样的,当你传输的信号会对其他设备有干扰时,差分信号也比单端信号产生的信号相对小,也就是常说的EMI特性(存疑,是这么说把?)三、使用时需要注意的
由于差分比单端有不少好处,在模拟信号传输中很多人愿意使用差分信号
比如桥式应变片式力传感器,其输出信号满量程时有的也只有2mV
如果使用单端信号传输,那么这个信号只要电源的纹波就能把他吃光。
所以实际上,都是用仪表运方进行放大后,再进行处理。
而仪表运方正是处理差分信号最有力的几个工具之一。
但是,使用差分信号时,一定要注意一个问题,共模电压范围。
也就是说,这两根线上的电压,相对于系统的地,还是不能太大。
你传输0.1V的信号没问题,但是如果一根是 1000.0 另外一根是 1000.1,那就不好玩了
问题在于,在很多场合下使用差分信号都是为了不让两个系统的地简单的共在一起
更不能把差分信号中的一根直接接在本地系统的地上,那不白费尽吗--又成单端了
那么如何抑制共模电压呢?
其实也挺简单的,将两根线都通过一个足够大的电阻,连接到系统的地上。
这就像一根拴在风筝上的线,我在地上跑跑跳跳,不会影响风筝的高度
但是你永远逃不出我的视线,而我的视线,在电子行业,叫共模电压范围~~嘿嘿
最后,回答板上一个网友的问题
单端转差分怎么转。
单单将单端信号用反向跟随器跟随并不是不行
但是差分信号被平白的放大了2倍~~
常见的用仪表运方+普通运方搭建的单端转差分是个很好的例子。
可惜我在校外,上图实在时麻烦。
我找找先~~。