די באַסיקס: איין-ענדיד און דיפפערענטשאַל סיגנאַלינג

ערשטער, מיר האָבן צו לערנען עטלעכע באַסיקס וועגן וואָס איין-געענדיקט סיגנאַלינג איז איידער מיר קענען גיין איבער דיפערענטשאַל סיגנאַלינג און זייַן קעראַקטעריסטיקס.

איין-ענדיקט סיגנאַלינג

איין-ענדיג סיגנאַלינג איז אַ פּשוט און פּראָסט וועג פון טראַנסמיטינג אַן עלעקטריקאַל סיגנאַל פון אַ סענדער צו אַ ופנעמער. דער עלעקטריקאַל סיגנאַל איז טראַנסמיטטעד דורך אַ וואָולטידזש (אָפט אַ וועריינג וואָולטידזש), וואָס איז ריפערד צו אַ פאַרפעסטיקט פּאָטענציעל, יוזשאַוואַלי אַ 0 וו נאָדע ריפערד צו ווי "ערד."

איין אָנפירער טראגט דעם סיגנאַל און איין אָנפירער טראגט דעם פּראָסט רעפֿערענץ פּאָטענציעל. דער קראַנט וואָס איז פארבונדן מיט די סיגנאַל טראַוואַלז פון סענדער צו ופנעמער און קערט צו די מאַכט צושטעלן דורך די ערד קשר. אויב קייפל סיגנאַלז זענען טראַנסמיטטעד, דער קרייַז וועט דאַרפן איין אָנפירער פֿאַר יעדער סיגנאַל פּלוס איין שערד ערד קשר; אזוי, למשל, 16 סיגנאַלז קענען זיין טראַנסמיטטעד מיט 17 קאָנדוקטאָרס.

 

איין-ענדיקט טאָפּאָלאָגי

דיפערענטשאַל סיגנאַלינג

דיפערענטשאַל סיגנאַלינג, וואָס איז ווייניקער פּראָסט ווי איין-געענדיקט סיגנאַלינג, ניצט צוויי קאַמפּלאַמענטשי וואָולטידזש סיגנאַלז אין סדר צו אַריבערפירן איין אינפֿאָרמאַציע סיגנאַל. אַזוי איין אינפֿאָרמאַציע סיגנאַל ריקווייערז אַ פּאָר פון קאָנדוקטאָרס; איינער טראגט דעם סיגנאל און דער צווייטער טראגט דעם אומקערן סיגנאל.

 

איין-געענדיקט ווס דיפערענטשאַל: דזשאַנעריק טיימינג דיאַגראַמע

 

דער ופנעמער עקסטראַקט אינפֿאָרמאַציע דורך דיטעקטינג די פּאָטענציעל חילוק צווישן די ינווערטיד און ניט-ינווערטיד סיגנאַלז. די צוויי וואָולטידזש סיגנאַלז זענען "באַלאַנסט," טייַטש אַז זיי האָבן גלייַך אַמפּליטוד און פאַרקערט פּאָולעראַטי קאָרעוו צו אַ פּראָסט מאָדע וואָולטידזש. די צוריקקער קעראַנץ פֿאַרבונדן מיט די וואָולטאַדזשאַז זענען אויך באַלאַנסט און אַזוי באָטל מאַכן יעדער אנדערער; פֿאַר דעם סיבה, מיר קענען זאָגן אַז דיפערענטשאַל סיגנאַלז האָבן (יידילי) נול קראַנט פלאָוינג דורך די ערד קשר.

מיט דיפערענטשאַל סיגנאַלינג, די סענדער און ופנעמער טאָן ניט דאַווקע טיילן אַ פּראָסט ערד רעפֿערענץ. אָבער, די נוצן פון דיפערענטשאַל סיגנאַלינג טוט נישט מיינען אַז דיפעראַנסיז אין ערד פּאָטענציעל צווישן סענדער און ופנעמער האָבן קיין ווירקונג אויף די אָפּעראַציע פון ​​די קרייַז.

אויב קייפל סיגנאַלז זענען טראַנסמיטטעד, צוויי קאָנדוקטאָרס זענען דארף פֿאַר יעדער סיגנאַל, און עס איז אָפט נייטיק אָדער בייַ מינדסטער וווילטויק צו אַרייַננעמען אַ ערד קשר, אַפֿילו ווען אַלע די סיגנאַלז זענען דיפערענטשאַל. אזוי, למשל, טראַנסמיטינג 16 סיגנאַלז וואָלט דאַרפן 33 קאָנדוקטאָרס (קאַמפּערד צו 17 פֿאַר איין-געענדיקט טראַנסמיסיע). דאָס דעמאַנסטרייץ אַ קלאָר ווי דער טאָג כיסאָרן פון דיפערענטשאַל סיגנאַלינג.

 

דיפפערענטשאַל סיגנאַלינג טאַפּאַלאַדזשי

בענעפיץ פון דיפערענטשאַל סיגנאַלינג

אָבער, עס זענען וויכטיק בענעפיץ פון דיפערענטשאַל סיגנאַלינג וואָס קענען מער ווי פאַרגיטיקן פֿאַר די געוואקסן אָנפירער ציילן.

קיין צוריקקער קראַנט

זינט מיר האָבן (יידילי) קיין צוריקקער קראַנט, די ערד רעפֿערענץ ווערט ווייניקער וויכטיק. דער ערד פּאָטענציעל קען אפילו זיין אַנדערש ביי די סענדער און ופנעמער אָדער מאָווינג אַרום אין אַ זיכער פּאַסיק קייט. אָבער, איר דאַרפֿן צו זיין אָפּגעהיט ווייַל דק-קאַפּאַלד דיפערענטשאַל סיגנאַלינג (אַזאַ ווי וסב, רס-485, CAN) בכלל ריקווייערז אַ שערד ערד פּאָטענציעל צו ענשור אַז די סיגנאַלז בלייבן אין די צובינד ס מאַקסימום און מינימום אַלאַואַבאַל וואָולטידזש פון פּראָסט מאָדע.

קעגנשטעל צו ינקאַמינג EMI און קראָססטאַלק

אויב EMI (ילעקטראָומאַגנעטיק ינטערפיראַנס) אָדער קראָססטאַלק (ד"ה, EMI דזשענערייטאַד דורך נירביי סיגנאַלז) איז באַקענענ פֿון אַרויס די דיפערענטשאַל קאָנדוקטאָרס, עס איז מוסיף גלייַך צו די ינווערטיד און ניט-ינווערטיד סיגנאַל. דער ופנעמער ריספּאַנדז צו די חילוק אין וואָולטידזש צווישן די צוויי סיגנאַלז און נישט צו די איין-געענדיקט (ד"ה, ערד-רעפעראַנסט) וואָולטידזש, און אַזוי די ופנעמער קרייַז וועט שטארק רעדוצירן די אַמפּליטוד פון די ינטערפיראַנס אָדער קראָססטאַלק.

דאָס איז וואָס דיפערענטשאַל סיגנאַלז זענען ווייניקער שפּירעוודיק צו EMI, קראָססטאַלק אָדער קיין אנדערע ראַש וואָס קאַפּאַלז אין ביידע סיגנאַלז פון די דיפערענטשאַל פּאָר.

רעדוקציע פון ​​אַוטגאָוינג EMI און Crosstalk

גיך טראַנזישאַנז, אַזאַ ווי די רייזינג און פאַלינג עדזשאַז פון דיגיטאַל סיגנאַלז, קענען דזשענערייט באַטייטיק אַמאַונץ פון EMI. ביידע איין-ענדיקט און דיפערענטשאַל סיגנאַלז דזשענערייט EMI, אָבער די צוויי סיגנאַלז אין אַ דיפערענטשאַל פּאָר וועט מאַכן ילעקטראָומאַגנעטיק פעלדער וואָס זענען (אידעאַללי) גלייַך אין מאַגנאַטוד אָבער פאַרקערט אין פּאָולעראַטי. דאָס, אין קאַנדזשאַנגקשאַן מיט טעקניקס וואָס האַלטן נאָענט פּראַקסימאַטי צווישן די צוויי קאָנדוקטאָרס (אַזאַ ווי די נוצן פון טוויסטיד פּאָר קאַבלע), ינשורז אַז די ימישאַנז פון די צוויי קאָנדוקטאָרס וועט לאַרגעלי באָטל מאַכן יעדער אנדערער.

נידעריקער וואָולטידזש אָפּעראַציע

איין-ענדיקט סיגנאַלז מוזן האַלטן אַ לעפיערעך הויך וואָולטידזש צו ענשור טויגן סיגנאַל-צו-ראַש פאַרהעלטעניש (SNR). פּראָסט איין-געענדיקט צובינד וואָולטאַדזשאַז זענען 3.3 V און 5 V. ווייַל פון זייער ימפּרוווד קעגנשטעל צו ראַש, דיפערענטשאַל סיגנאַלז קענען נוצן נידעריקער וואָולטאַדזשאַז און נאָך האַלטן טויגן סנר. אויך, די SNR פון דיפערענטשאַל סיגנאַלינג איז אויטאָמאַטיש געוואקסן מיט אַ פאַקטאָר פון צוויי קאָרעוו צו אַן עקוויוואַלענט איין-געענדיקט ימפּלאַמענטיישאַן, ווייַל די דינאַמיש קייט אין די דיפערענטשאַל ופנעמער איז צוויי מאָל ווי הויך ווי די דינאַמיש קייט פון יעדער סיגנאַל אין די דיפערענטשאַל פּאָר.

די פיייקייט צו הצלחה אַריבערפירן דאַטן מיט נידעריק סיגנאַל וואָולטידזש קומט מיט עטלעכע וויכטיק בענעפיץ:

• נידעריקער צושטעלן וואָולטאַדזשאַז קענען זיין געוויינט.
• קלענערע וואָולטידזש טראַנזישאַנז
  • רעדוצירן ראַדיאַטעד EMI,
  • רעדוצירן מאַכט קאַנסאַמשאַן, און
  • לאָזן פֿאַר העכער אַפּערייטינג פריקוואַנסיז.

הויך אָדער נידעריק שטאַט און גענוי טיימינג

האָבן איר אלץ געחידושט ווי פּונקט מיר באַשליסן אויב אַ סיגנאַל איז אין אַ לאָגיק-הויך אָדער לאָגיק-נידעריק שטאַט? אין איין-ענדיקט סיסטעמען, מיר האָבן צו באַטראַכטן די מאַכט צושטעלן וואָולטידזש, די שוועל קעראַקטעריסטיקס פון די ופנעמער סערקאַץ, טאָמער די ווערט פון אַ רעפֿערענץ וואָולטידזש. און דאָך עס זענען ווערייישאַנז און טאָלעראַנץ, וואָס ברענגען נאָך אַנסערטאַנטי אין די לאָגיק-הויך-אָדער-לאָגיק-נידעריק קשיא.

אין דיפערענטשאַל סיגנאַלז, דיטערמאַנינג די לאָגיק שטאַט איז מער סטרייטפאָרווערד. אויב די וואָולטידזש פון די ניט-ינווערטיד סיגנאַל איז העכער ווי די וואָולטידזש פון די ינווערטיד סיגנאַל, איר האָבן אַ הויך לאָגיק. אויב די ניט-ינווערטיד וואָולטידזש איז נידעריקער ווי די ינווערטיד וואָולטידזש, איר האָבן אַ נידעריק לאָגיק. און דער יבערגאַנג צווישן די צוויי שטאַטן איז די פונט אין וואָס די ניט-ינווערטיד און ינווערטיד סיגנאַלז ינטערסעקט זיך - ד"ה די קראָסאָוווער פונט.

דאָס איז איין סיבה וואָס עס איז וויכטיק צו גלייַכן די לענג פון ווירעס אָדער טראַסעס מיט דיפערענטשאַל סיגנאַלז: פֿאַר מאַקסימום טיימינג פּינטלעכקייַט, איר ווילן די קראָסאָוווער פונט צו שטימען פּונקט צו די לאָגיק יבערגאַנג, אָבער ווען די צוויי קאָנדוקטאָרס אין די פּאָר זענען נישט גלייַך. לענג, די חילוק אין פּראַפּאַגיישאַן פאַרהאַלטן וועט פאַרשאַפן די קראָסאָוווער פונט צו יבעררוק.

אַפּפּליקאַטיאָנס

עס זענען דערווייַל פילע צובינד סטאַנדאַרדס וואָס נוצן דיפערענטשאַל סיגנאַלז. די אַרייַננעמען די פאלגענדע:

• LVDS (נידעריק וואָולטידזש דיפפערענטשאַל סיגנאַלינג)
• CML (Current Mode Logic)
• רסקסנומקס
• רסקסנומקס
• עטהערנעט
• קענען
• יו עס בי
• הויך-קוואַליטעט באַלאַנסט אַודיאָ

קלאר, די טעאָרעטיש אַדוואַנטידזשיז פון דיפערענטשאַל סיגנאַלינג האָבן שוין באשטעטיקט דורך פּראַקטיש נוצן אין קאַונטלאַס פאַקטיש-וועלט אַפּלאַקיישאַנז.

יקערדיק פּקב טעקניקס פֿאַר רוטינג דיפערענטשאַל טראַסעס

צום סוף, לאָזן אונדז לערנען די באַסיקס פון ווי דיפערענטשאַל טראַסעס זענען ראַוטיד אויף פּקבס. רוטינג דיפערענטשאַל סיגנאַלז קענען זיין אַ ביסל קאָמפּליצירט, אָבער עס זענען עטלעכע יקערדיק כּללים וואָס מאַכן דעם פּראָצעס מער סטרייטפאָרווערד.

מאַטטשינג לענג און לענג - האַלטן עס גלייַך!

דיפערענטשאַל סיגנאַלז זענען (אידעאַללי) גלייַך אין מאַגנאַטוד און פאַרקערט אין פּאָולעראַטי. אזוי, אין די ידעאַל פאַל, קיין נעץ צוריקקומען קראַנט וועט לויפן דורך ערד. דער אַוועק פון צוריקקער קראַנט איז אַ גוט זאַך, אַזוי מיר ווילן צו האַלטן אַלץ ווי ידעאַל ווי מעגלעך, און אַז מיטל מיר דאַרפֿן גלייַך לענגטס פֿאַר די צוויי טראַסעס אין אַ דיפערענטשאַל פּאָר.

די העכער די העכערונג / פאַלן צייט פון דיין סיגנאַל (ניט צו זיין צעמישט מיט די אָפטקייַט פון די סיגנאַל), די מער איר האָבן צו ענשור אַז די טראַסעס האָבן יידעניקאַל לענג. דיין אויסלייג פּראָגראַם קען אַנטהאַלטן אַ שטריך וואָס העלפּס איר צו פיין די לענג פון טראַסעס פֿאַר דיפערענטשאַל פּערז. אויב איר האָבן שוועריקייטן צו דערגרייכן גלייַך לענג, איר קענען נוצן די "מיאַנדער" טעכניק.

 

אַ בייַשפּיל פון אַ מיאַנדערד שפּור

ברייט און ספּייסינג - האַלטן עס קעסיידערדיק!

די נעענטער די דיפערענטשאַל קאָנדוקטאָרס זענען, די בעסער די קאַפּלינג פון די סיגנאַלז וועט זיין. דזשענערייטאַד EMI וועט באָטל מאַכן מער יפעקטיוולי, און באקומען EMI וועט פאַרבינדן מער גלייַך אין ביידע סיגנאַלז. אַזוי פּרובירן צו ברענגען זיי טאַקע נאָענט צוזאַמען.

איר זאָל פירן די דיפערענטשאַל פּאָר קאָנדוקטאָרס ווי ווייַט אַוועק פון ארומיקע סיגנאַלז, אין סדר צו ויסמיידן ינטערפיראַנס. די ברייט און פּלאַץ צווישן דיין טראַסעס זאָל זיין אויסגעקליבן לויט די ציל ימפּידאַנס און זאָל זיין קעסיידערדיק איבער די גאנצע לענג פון די טראַסעס. אַזוי אויב מעגלעך, די טראַסעס זאָל בלייַבן פּאַראַלעל ווען זיי אַרומפאָרן אַרום די פּקב.

ימפּידאַנס - מינאַמייז ווערייישאַנז!

איינער פון די מערסט וויכטיק טינגז צו טאָן ווען דיזיינינג אַ פּקב מיט דיפערענטשאַל סיגנאַלז איז צו געפֿינען די ציל ימפּידאַנס פֿאַר דיין אַפּלאַקיישאַן און דעריבער לייגן דיין דיפערענטשאַל פּערז. אויך, האַלטן ימפּידאַנס ווערייישאַנז ווי קליין ווי מעגלעך.

די ימפּידאַנס פון דיין דיפערענטשאַל שורה דעפּענדס אויף סיבות אַזאַ ווי די ברייט פון די שפּור, די קאַפּלינג פון די טראַסעס, די קופּער ס גרעב און די פּקב ס מאַטעריאַל און שיכטע אָנלייגן. באַטראַכטן יעדער פון די ווי איר פּרובירן צו ויסמיידן עפּעס וואָס ענדערונגען די ימפּידאַנס פון דיין דיפערענטשאַל פּאָר.

דו זאלסט נישט מאַרשרוט הויך-גיכקייַט סיגנאַלז איבער אַ ריס צווישן קופּער געביטן אויף אַ פלאַך שיכטע, ווייַל דאָס אויך אַפעקץ דיין ימפּידאַנס. פּרוּווט צו ויסמיידן דיסקאַנטיניואַטיז אין ערד פּליינז.

אויסלייג רעקאַמאַנדיישאַנז - לייענען, אַנאַלייז און יבערקוקן זיי!

און, לעצטע אָבער ניט קלענסטער, עס איז איין זייער וויכטיק זאַך איר האָבן צו טאָן ווען רוטינג דיפערענטשאַל טראַסעס: באַקומען די דאַטאַשיט און / אָדער אַפּלאַקיישאַן הערות פֿאַר די שפּאָן וואָס שיקט אָדער באַקומען די דיפערענטשאַל סיגנאַל, לייענען די רעקאַמאַנדיישאַנז פון אויסלייג און אַנאַלייז. זיי ענג. דעם וועג איר קענען ינסטרומענט דער בעסטער מעגלעך אויסלייג אין די קאַנסטריינץ פון אַ באַזונדער פּלאַן.

סאָף

דיפערענטשאַל סיגנאַלינג אַלאַוז אונדז צו אַריבערפירן אינפֿאָרמאַציע מיט נידעריקער וואָולטידזש, גוט SNR, ימפּרוווד ימיונאַטי צו ראַש און העכער דאַטן רייץ. אויף די אנדערע האַנט, די אָנפירער ציילן ינקריסיז, און די סיסטעם וועט דאַרפֿן ספּעשאַלייזד טראַנסמיטער און ראַסיווערז אַנשטאָט פון נאָרמאַל דיגיטאַל יק.

נאָוואַדייַס, דיפערענטשאַל סיגנאַלז זענען טייל פון פילע סטאַנדאַרדס, אַרייַנגערעכנט LVDS, USB, CAN, RS-485 און עטהערנעט, און אַזוי מיר אַלע זאָל זיין (לפּחות) באַקאַנט מיט דעם טעכנאָלאָגיע. אויב איר טאַקע דיזיינינג אַ פּקב מיט דיפערענטשאַל סיגנאַלז, געדענקט צו באַראַטנ די באַטייַטיק דאַטאַשיץ און אַפּ הערות, און אויב נייטיק לייענען דעם אַרטיקל ווידער!

לאז איבער א מעלדונג 

אַרטיקל ליסטע