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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(fā)送器傳輸?shù)?a target='_blank' class='arckwlink_none'>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(fā)送器傳輸?shù)浇邮掌鳎⑼ㄟ^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(fā)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(zhì)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?shù)耐負浣Y(jié)構(gòu)

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(nèi)。

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(chǎn)生的 EMI），則它會同等地加到反相和非反相信號上。接收側(cè)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(fā)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(xiàn)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(jié)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(zhuǎn)到數(shù)學功能并啟用 CH1-CH2，這意味著差異。然后調(diào)整示波器觀察信號。您使用運行/停止或單次按鈕來凍結(jié)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。