¿Qué es la señalización diferencial?

La señalización diferencial es una técnica para transmitir información electrónicamente mediante el uso de dos señales diferentes. En comparación, la señalización de un solo extremo usa solo una señal. La señalización diferencial es efectiva tanto para señalización analógica como digital. Algunos sistemas de sonido todavía usan sistemas analógicos, pero la mayoría de los protocolos de comunicación, como Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 y RS-485, usan señalización digital.

El receptor vuelve a ensamblar la señal original leyendo la diferencia de voltaje entre las dos señales transmitidas. Esta técnica permite que el receptor ignore el voltaje absoluto de las señales, que puede variar considerablemente a medida que viajan entre el transmisor y el receptor. Por lo tanto, la señalización diferencial es un método mucho más confiable de transmisión electrónica de información que la señalización de un solo extremo.

La señalización diferencial tiene el doble de resistencia al ruido que la señalización de un solo extremo. Esta es una ventaja con dispositivos electrónicos de bajo voltaje, como teléfonos móviles y portátiles. Estos dispositivos continúan la tendencia hacia suministros de menor voltaje para reducir la radiación no deseada y ahorrar energía.

El alto nivel lógico en un sistema digital de un solo extremo es el voltaje de alimentación (Vs). El nivel lógico bajo en este sistema es el voltaje de tierra, o 0 voltios (V). La diferencia entre estos dos niveles de voltaje es, por lo tanto, Vs - 0 V = Vs. Los voltajes en un par de señales diferenciales tienen la misma magnitud pero polaridad opuesta, por lo que los voltajes son + Vs y –Vs. Esto significa que la diferencia de voltaje entre las dos señales es (+ Vs) - (–Vs) = 2Vs , duplicando así la inmunidad al ruido de la señal.

Las señales de un solo extremo como RS-232 tienen la ventaja de requerir solo un cable. Un voltaje de al menos 12 voltios indica una señal, y un voltaje de menos de tres voltios indica una falta de señal. Esto proporciona cierta inmunidad al ruido para una señal de un solo extremo porque las fuentes naturales de electricidad rara vez producen tres voltios.

La principal desventaja de una señal de un solo extremo es que no puede funcionar a alta velocidad. La inductancia y la capacitancia son efectos eléctricos que tienden a cancelar las señales de alta frecuencia, limitando así la velocidad de una señal de un solo extremo. Este tipo de señal también requiere niveles de voltaje más altos para evitar una alta tasa de error durante la transmisión.

Las computadoras generalmente usan señalización diferencial para minimizar los efectos de la interferencia electromagnética. Estos dispositivos utilizan corriente continua, que no puede detectar interferencias. La línea de señal de bajo voltaje de una computadora y la línea de suministro de energía de alto voltaje con frecuencia comparten la misma tierra. Esto puede causar que la línea de alimentación induzca un voltaje significativo en la línea de señal, causando interferencia.