我们知道，为了提高通信系统的抗干扰能力，RS485、CAN总线、USB和以太网接口都采用了差分信号传输。差分传输是一种不同于传统单线信号传输方式的信号传输技术。差分传输通过两条线路传输信号，这两条线路上的信号幅度相等但相位相反。这两条线路上传输的信号称为差分信号。差分信号使用数值来表示两个物理量之间的差异。差分信号也称为差模信号，与共模信号相对。图1显示了信号线上V+和V-差分信号的传输波形以及接收端的数据分析波形。
图1. 差分信号波形
当我们使用差分信号进行传输时，虽然这会增加相关接口电路的复杂性，但它提供了以下三个优点：
1. 由于您可以控制“参考”电压，因此可以轻松识别微弱信号。在以地为参考的单端信号系统中，测量信号的精度取决于系统内“地”的稳定性。信号源和接收器之间的距离越远，它们局部地电压值出现差异的可能性就越大。从差分信号中恢复的信号值在很大程度上与“地”的精确值无关；
2. 它对外部电磁干扰 (EMI) 具有很强的抗干扰能力。干扰源对差分信号对两端的影响程度几乎相同。由于电压差决定了信号值，因此出现在两个导体上的任何相同干扰都会被忽略。除了对干扰不敏感之外，差分信号产生的电磁干扰也比单端信号少；
3. 在单电源系统中，它可以轻松准确地处理“双极性”信号。为了在单端单电源系统中处理双极性信号，我们必须在地线和电源轨之间（通常是中点）建立一个任意电压的虚拟地。高于虚拟地的电压代表正信号，低于虚拟地的电压代表负信号。然后，虚拟地必须在整个系统中正确分布。使用差分信号时，不需要这样的虚拟地，这使得我们能够在不依赖虚拟地稳定性的情况下，高保真地处理和传输双极性信号。
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