信号很容易因噪声而受损并在接收端失真。当您在远距离传输信号时，问题会更加严重。因此，您应该坚持使用单端信号还是选择差分信号？我们将详细探讨这个问题，并提供一些在电路设计中使用这两种信号类型的设计技巧。 

什么是单端和差分信号？

差分信号通信的示例。

在电子产品中，数字信号由从一端传输到另一端的电脉冲组成。有两种常见的信号传输方法。第一种方法是单端信令，它涉及信号走线和0V参考地。 

对于单端信号，0V参考对于接收器转换信号处于逻辑高电平还是低电平状态至关重要。接收器将信号电压与0V导体进行比较，以确定其逻辑状态。通过信号走线流向接收器的电流通过0V导体返回。 

同时，差分信号方法通过在两个导体上发送一对大小相等但极性相反的信号来工作。这对导体通常称为“ Data +”和“ Data-”。接收器将比较“ Data +”和“ Data-”以确定信号的逻辑状态。 

由于差分信号涉及同相和反相信号，因此返回电流会自行抵消。因此，在接收器中不需要使用0V导体作为参考。但是，在发送器和接收器之间连接一个0V来确保两者共享相同的接地差分电势仍然是一个好主意。

单端和差分信号之间有什么区别？

差分信号不太容易受到EMI的影响。

单端和差分信号通常在电子产品中使用。但是，它们之间没有更多不同。它们不同的一些关键方式是：

EMI磁化率

单端信令在很大程度上依赖于0V导体以实现可靠的接收。它很容易受到接地噪声或耦合到信号导体的EMI的影响。因此，单端信号不适用于低级信令，因为它们在低信噪比（SNR）下无法很好地工作。

差分信号通过将同相信号与反相信号进行比较来工作。接收器通过感测一个逻辑逻辑状态是否大于另一个逻辑逻辑状态来确定逻辑状态。因此，它不易受到地面噪声的影响。EMI耦合通常会同时影响“ Data +”和“ Data-”导体，从而抵消了干扰的影响。

EMI辐射

传输高速信号时，单端走线有变成EMI辐射源的风险。差分信号不存在相同的问题，因为两个信号的反相特性会产生相互抵消的电磁场。

成本

实现单端信令的成本较低。您可以有多对信号迹线共享一条0V导线。差分信号需要每个信号导体数量的两倍。不管是在PCB板上还是电缆上，差分信号都占用更多空间，并且实现起来成本更高。  

传输速度和距离

差分信号的噪声容忍度和更高的SNR使它们比单端信号更适合于处理高速传输。以太网，USB和CAN是使用差分信号的高速通信的示例。 

差分信号对于长距离信令也很理想，因为它们的信号降级最小。例如，RS-485能够通过双绞线传输高达4,000英尺的数据。 

单端和差分信号的设计技巧

路由一对长度相等且彼此靠近的差分信号。

当您处理单端信号时，确保其不受串扰和EMI的影响就成为重中之重。避免将高种子信号走线放置在其他人（尤其是模拟人）附近。另外，请确保信号在导体附近具有低阻抗返回路径。理想情况下，您需要在信号走线下方有一个内部接地层，以实现短返回路径。

为了使差分信号能够继承我们已经讨论过的优势，您需要确保反相信号和同相信号并排路由。两条走线必须共享相同的长度，以防止传播延迟。