1、什么是差分信號?差分信號傳輸原理差分信號只是使用兩根信號線傳輸一路信號，依靠信號間電 壓差開展判決的電路，既可以是模擬信號，也可以是數(shù)字信 號。實際的信號都是模擬信號，數(shù)字信號只是模擬信號用門 限電平量化后的取樣結(jié)果。因此差分信號對于數(shù)字和模擬信 號都可以定義。一個差分信號是用一個數(shù)值來表示兩個物理量之間的 差異。從嚴(yán)格意義上來講，所有電壓信號都是差分的，因為 一個電壓只能是相對于另一個電壓而言的。在某些系統(tǒng)里, 系統(tǒng)“地(GND)被用作電壓基準(zhǔn)點。當(dāng)“地”當(dāng)作電壓測 量基準(zhǔn)時，這種信號規(guī)劃被稱之為單端的。我們使用該術(shù)語 是因為信號是用單個導(dǎo)體上的電壓來表示的。VDS不是傳輸速率快，是抗干擾能

2、力強。有信號時，一 棵線電壓+V,另一棵線電壓-v,接收端獲得的信號是兩者的 差值+V-(-V)=2V。外界的干擾信號在兩棵線*上的是同樣 幅度和極性的+v信號，在接收端差值的過程中互相抵消了。 由于抗干擾能力強，數(shù)字信號不易出錯，可以防止因校驗出 錯引起的重發(fā)，從這個意義上說差分信號傳輸速率。差分的概念在模擬電路課程里已經(jīng)學(xué)習(xí)過了。差分 信號是一對大小相等而極性相反的對稱信號，差分信號用于 傳輸有用的信號。共模信號是作用于差分信號線上的一對大 小相等極性也一樣的信號，共模信號往往來自于外部干擾。 差分信號在接收端是靠差分放大器來檢測的。差分放大器只 對兩路輸入信號之間的差值起放大作用，而對兩

3、路輸入信號共同對地的電位不起作用。差分傳輸?shù)男盘柲軌驅(qū)ν獠扛蓴_能夠起到很強的抗干 擾能力。原始的輸入信號經(jīng)過倒相器和緩沖器之后形成一對大 小相等而極性相反的差分信號。對模擬信號，倒相器可以用 運算放大器的反相比例放大電路來實現(xiàn)，緩沖器可以用運算 放大器的同相跟隨電路來實現(xiàn)。對數(shù)字信號，可以分別用“非 門”邏輯和同相緩沖器來實現(xiàn)。差分信號在PCB（印制線路板）上被安排成“密近平行線” （PCB布線要領(lǐng)!），用電纜連接兩臺設(shè)備時那么采用并行排線或 雙絞線。在差分信號傳輸過程中會遇到外部干擾信號，但是， 由于兩根差分信號線始終在一起，因此干擾信號一般都會同 時作用在兩根信號線上，形成疊加在兩根信號線

4、上大小相等 相位也一樣的共模信號。到了接收端，差分放大器只對差分信號（有用信號）敏感, 而對共模信號（干擾信號）形成抑制。這樣，差分傳輸?shù)男盘?就具備了很強的抗干擾能力，因此特別適用于中遠距離通信 或高速通信。相比之下，UART的兩根信號線TXD和RXD就不 適合于遠距離通信，因為不是差分信號，所以一旦遇到外部 干擾，信號就會嚴(yán)重畸變，在接收端因無法區(qū)分有用信號的 和干擾信號而會形成大量的誤碼。要掌握RS-485通信的基本原理，就首先要明白什么是 “差分信號差分的概念在模擬電路課程里已經(jīng)學(xué)習(xí) 過了。差分信號是一對大小相等而極性相反的對稱信號，差 分信號用于傳輸有用的信號。共模信號是作用于差分信

5、號線 上的一對大小相等極性也一樣的信號，共模信號往往來自于 外部干擾。差分信號在接收端是靠差分放大器來檢測的。差 分放大器只對兩路輸入信號之間的差值起放大作用，而對兩 路輸入信號共同對地的電位不起作用。差分傳輸?shù)男盘柲軌驅(qū)ν獠扛蓴_能夠起到很強的抗干 擾能力。原始的輸入信號經(jīng)過倒相器和緩沖器之后形成一對大 小相等而極性相反的差分信號。對模擬信號，倒相器可以用 運算放大器的反相比例放大電路來實現(xiàn)，緩沖器可以用運算 放大器的同相跟隨電路來實現(xiàn)。對數(shù)字信號，可以分別用“非 門”邏輯和同相緩沖器來實現(xiàn)。差分信號在PCB （印制線路板）上被安排成“密近平行 線”（PCB布線要領(lǐng)?。?，用電纜連接兩臺設(shè)備時那

6、么采用并行排 線或雙絞線。在差分信號傳輸過程中會遇到外部干擾信號, 但是，由于兩根差分信號線始終在一起，因此干擾信號一般 都會同時作用在兩根信號線上，形成疊加在兩根信號線上大 小相等相位也一樣的共模信號。到了接收端，差分放大器只對差分信號（有用信號）敏 感，而對共模信號（干擾信號）形成抑制。這樣，差分傳輸 的信號就具備了很強的抗干擾能力，因此特別適用于中遠距 離通信或高速通信。相比之下，UART的兩根信號線TXD和 RXD就不適合于遠距離通信，因為不是差分信號，所以一旦 遇到外部干擾，信號就會嚴(yán)重畸變，在接收端因無法區(qū)分有 用信號的和干擾信號而會形成大量的誤碼。SP485是美國知名半導(dǎo)體制造商Sipex公司基于差分信 號傳輸原理的RS-485通信專用芯片。SP485工作于半雙工模 式，輸入和輸出不能同時開展。/RE是輸入使能信號，低電 平有效；DE是輸出使能信號，高電平有效；R0和DI分別接 主機的輸入和輸出。一般/RE和DE可以一起接在MCU的某個 控制I/O上，可隨時切換收發(fā)方向和B是兩路差分信號， 能夠輸入或輸出。操作半雙工的RS-485顯然不夠方