差分输出与单端输出的差别

差分输出与单端输出的差别

差分输出

差分输出是一种电路设计技术，主要用于提取信号的变化情况，以及对信号进行放大和处理。差分输出将输入信号通过差动放大器进行放大，然后输出两个相位相反的信号。

这种方式具有高共模抑制比和噪音抑制能力强的特点，能够减小干扰对输出信号的影响。差分输出方式的基本原理是通过比较两个输入信号的差异来提取有用的信息。

差分输入信号会通过差分放大器进行放大，并形成差分输出信号。这种设计方法可以使得共模噪声被抑制，而信号差异被放大，从而提高信号的有效性。

差分输出在电路设计中具有多种优势。首先，它可以提高信号精度，去掉共有的误差干扰。在差分输入中，将两个输入端的差值作为信号，这样可以免去一些误差，如电源偏差、线路阻抗不匹配等。其次，差分输出对外部电磁干扰（EMI）是高度免疫的。

一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的EMI还要少。此外，差分输出还可以从容精确地处理“双极”信号。在一个单电源系统，能够通过正确地分布虚地来处理“双极”信号。

所有电路中都需要一个完整的电流回路才能正常运作，对于单端电路而言，信号通过单根导线传送到接收器，信号是在一根导线传输的与地之间的电平差，这种方案的不足之处在于，如果接地平面上存在噪音，就会影响到链接到的所有电路。而差分信号使用两根导线或PCB走线。

第二根导线或走线提供了电流的回路，这跟导线上的信号（即互补信号）相对于真实信号有180度的相位差，与单端信号传输不同，差分信号的回路是专门为该电路而设的。

　　差分输出的工作原理：

　　1. 差分发生器：差分发生器是产生差分输出信号的关键组件。它通常由一个晶振或振荡电路驱动一个差分放大器组成。晶振或振荡电路为差分放大器提供输入信号，然后通过放大器产生正相位和反相位两个信号。正相位信号和反相位信号的电压幅值相等但极性相反。

　　2. 差分传输线路：差分传输线路用于将差分输出信号从发生器传输到接收端。差分传输线路通常由一对平行布置的导线组成，一根传输正相位信号，另一根传输反相位信号。由于两个信号在传输过程中保持相互平衡，因此可以减少信号的干扰和传输损耗。

　　3. 差分接收器：差分接收器用于接收和解码差分输出信号，将其转换为单端信号以供后续电路使用。差分接收器由两个输入端和一个输出端组成。在接收端，正相位信号和反相位信号经过差分放大和差分解码后，得到了一个解码后的单端信号。

　　差分输出的优势在于其较强的抗传输线路噪声和干扰的能力。正相位和反相位信号之间的差异可用于消除共模噪声和抑制干扰信号。此外，差分输出还可以提高信号的抗干扰能力和信号完整性。

审核编辑：黄飞