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对差分信号的理解1

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illusionist|  楼主 | 2016-5-26 13:24 | 只看该作者 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式
受够了baidu的千篇一律的搜索,搜索出来的东西一看都是一模一样,有时候并不能找到你想要的东西,还是自己写一下自己的理解吧,好多的知识都是当时搞清楚了,因为不是做硬件的,所以时间一长就都忘了。好多的知识都是学习了一千遍,最后还是不知道。
到底什么是差分信号?baidu一搜索马上就有了,可是看了让人还是云里雾里啊。差分信号定义是:大小相等,极性相反的型号。信号的极性就是信号的电位相对于“地”的高低。高就是“+”,低就是“-”。通俗点来说比如+5V,-5V 这就是一对差分信号。差分信号既可以是直流信号,也可以是交流信号。比如:+5coswt,-5coswt这也是一对差分信号,(一般得开关电源芯片都能产生负电压)。为什么在信号传输的时候我们要选择差分信号呢。

   
从左图可以看出,VBB为三极管提供偏置电压将三极管导通,如果不输入信号则Ua=Ub,如果输入信号Ui1 和Ui2为共模信号(大小相等,极性相同),则 在a点引起的电压变化△Ua 和 在b点引起的电压变化量△Ub 相等,所以Ua-Ub=(Ua+△Ua )-(Ub+△Ub ) =0,因此差分放大器对共模信号起到了很好的抑制作用,在信号传输的过程中很多的外部噪声都是共模信号,因此差分放大器具有很强的抑制噪声与干扰的能力,同时还可以抑制零点漂移(温漂)。

再看右图,为了简化电路将Re1和Re2合并为Re,-Vee作用相当于VBB,
输入信号Ui1 和Ui2是一对差分信号(大小相等,极性相反),假设Ui1为正向电压,则T1管的基级电流 Ib增大,导致集电极电力Ic = β*Ib 增大,导致Rc1上的压降增大,所以a点的电压Ua减小,同样分析可得b点的电压Ub增大,则 在a点引起的电压变化△Ua 和 在b点引起的电压变化量△Ub 是相反的(△Ub = - △Ua ),所以Ua-Ub=(Ua+△Ua )-(Ub+△Ub ) =2 △Ua ,由此可见Uo 就会有个电压差。这个电压就是差分信号的输出。用Uo/Ui 就是差模信号的放大倍数,A=Uo/Ui=2 △Ua/Ui ,由于Ui一般的都比较小,而2△Ua一般比较大,所以才有了差分信号的放大。总的来说,就是差分信号会造成a, b两点之间存在一个电位差,使得差分信号得到放大。但是a,b两点间的电位差也不是无限大的,这个就好比跷跷板的原理,总有个最大最小值。下图反映了Uo和Ui之间的变化关系,若改变Ui的极性,曲线如虚线所示(下图就像一个跷跷板)。

差分也叫“差动”,就是指在Ui1,Ui2之间有差别,输出Uo才会有变动

blog.sina.com.cn/s/blog_15fd81ac70102wvtg.html

不知道为啥不能插入图片,可以看看链接
希望对和我一样的人有帮助

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沙发
illusionist|  楼主 | 2016-5-26 13:27 | 只看该作者
大家都来说说啊!

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摸摸 2016-5-26 13:32 回复TA
你不都说完了吗? 
板凳
xukun977| | 2016-5-26 13:44 | 只看该作者

多少人离开baidu等搜索引擎没法活啊,哪怕讨论的是基础问题。

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地板
摸摸| | 2016-5-26 13:53 | 只看该作者
xukun977 发表于 2016-5-26 13:44
多少人离开baidu等搜索引擎没法活啊,哪怕讨论的是基础问题。

没办法,这个不是我想查的
你也应该问问有多少人毕业工作两年以后还能记得自己大学学过什么。

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5
jinwenfeng| | 2016-5-26 14:22 | 只看该作者
你讲的这些 模电课本都讲了, 可以讲讲差分走线的紧耦合、松耦合,差分走线的等长与不等长,差分走线的差模电磁场、共模电磁场,这些才是百度难以搜到的知识,你说的这些百度也有

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6
HWM| | 2016-5-26 14:24 | 只看该作者
to LZ:

差分信号是双端信号(相对于信号地有两根信号线),这两根信号线上的信号U1和U2(相对于信号地)可有两个组合,分别是

    U1-U2



    (U1+U2)/2

前者就是差模信号,而后者是共模信号。差分输入所感兴趣的是差模信号,而对共模信号不感兴趣,所以尽量使其共模信号为零,这就导出了U1和U2正负对称的形式。

当然,实际情况未必就是完全对称的,但只要共模抑制比够高,就可以忽略一定范围内的共模信号,但这是有一定范围限制的。


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gaohq 2016-5-26 16:27 回复TA
不愧是大师 
7
xmar| | 2016-5-26 17:05 | 只看该作者
本帖最后由 xmar 于 2016-5-26 17:18 编辑

LS说的很准确了。更加强调的是:涉及差模、共模概念时,一定有一个参考地GND;一定有2个对地独立的信号线(不是1个,也不是3个),有非常具体的对象,而不是抽象、笼统来谈差模、共模。切记。

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8
xmar| | 2016-5-26 17:16 | 只看该作者
本帖最后由 xmar 于 2016-5-26 17:37 编辑

差模、共模概念是相对的(相对具体的2根信号线以及信号地)。因此,对复杂系统分析而言,有可能在此部分电路为差模信号,而在另一部分电路表现为共模信号。总之,不要把差模、共模绝对化。
例如,因为差分放大器、运放有2个输入,因此谈差模、共模才有意义。对三极管构成的单端放大器就无所谓差模、共模了。当然,如果把单端放大器输入、单端放大器的GND看做2个信号线,把地球地面看做一个地,又可赋予差模、共模(比如干扰信号)了。

正是差模、共模概念的相对性,在实际应用中可能被绝对化了,不免令人费解、不得要领。

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9
xukun977| | 2016-5-27 10:28 | 只看该作者

上次有个网友在本版也谈这个差分,公式Uid=(U1-U2)|2一给,眼尖的网友立马指出,不要除以2!!
那个网友没有主见,立马"改正"了。

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10
xukun977| | 2016-5-27 11:17 | 只看该作者

所以这里提醒大家,以后看到书上的差模输入|出有除以2的,不要以为人家写错了,用笔给划掉了。

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11
yu515301489| | 2016-5-27 13:57 | 只看该作者
需要这种分享经验的帖子!

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12
huayuliang| | 2016-5-27 14:23 | 只看该作者
差分信号抗干扰能力强,相对的,在线路上可以有比较高的传输速度

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