如何使用示波器測量差分信號

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資料介紹

描述

單端傳輸

單端信令是一種將電信號從發送器傳輸到接收器的簡單且常用的方法。信號以地為參考（0 伏），一根導體（電線）承載信號，一根導體承載公共參考電位。與信號相關的電流從發送器傳輸到接收器，并通過共享接地連接返回電源。如果傳輸多個信號，運營商需要為每條傳輸線加上一根共享接地參考線。圖 1 顯示了單端信號拓撲。

圖1 單端傳輸拓撲

差分信號

差分傳輸不如單端傳輸常見。它使用兩條傳輸線，有時還帶有第三條參考（接地）線。差分對的一條傳輸線用于傳輸信號，另一條傳輸線用于傳輸反相信號。接收器通過計算反相信號和非反相信號之間的電位差來提取信息。反相和非反相信號都是平衡的，這意味著它們具有相同的電位，但極性相反。通過這種策略，傳輸線上感應的大部分外部噪聲將在接收器端被減去和消除。

對于差分信號，發送器和接收器不一定共享公共接地參考。但是，使用差分信號并不意味著使用接地參考對線路質量沒有積極影響。當使用多條傳輸線時，使用接地參考絕對有益，并為每個差分信號配備一對。圖 2 顯示了差分信號拓撲。

圖-2 差分傳輸的拓撲結構

差分信號的好處

一種。沒有返回路徑

由于（理想情況下）沒有返回電流，因此使用接地參考不太重要。接地參考在 RS485 或 CAN 等直流耦合信號中必不可少，其中信號必須保持在允許的電壓范圍內。

b. 抗傳入 EMI 和串擾

如果從外部感應出 EMI（電磁干擾）或串擾（即附近信號產生的 EMI），則它會同等地加到反相和非反相信號上。接收側響應輸入信號的電位差，因此大部分噪聲將被消除。因此，信號的帶寬和信噪比將得到改善。這種抗噪性允許發送器使用較低的電壓電平，但仍保持足夠的 SNR 比。此外，與等效的單端實現相比，差分信號的 SNR 值自動增加了兩倍。

差分信號測量實踐

要測量差分信號，我們有兩種選擇，一種是使用差分探頭，另一種是使用雙通道示波器。差分探頭價格昂貴，但精度更高。使用二通道/四通道示波器是處理可接受結果的最便宜的方法。

只需將示波器的通道 1 連接到其中一根差分線/電線，將通道 2 連接到另一根。然后轉到數學功能并啟用 CH1-CH2，這意味著差異。然后調整示波器觀察信號。您使用運行/停止或單次按鈕來凍結屏幕上的信號并檢查它。

我用上述的差分測量方法檢查了電話線上的ADSL2+信號。您可以考慮圖 3 中的信號。