差動シグナリングとは何ですか？

差動信号方式は、2つの異なる信号を使用して情報を電子的に送信する技術です。 比較すると、シングルエンドシグナリングは1つの信号のみを使用します。 差動シグナリングは、アナログシグナリングとデジタルシグナリングの両方に有効です。 一部のサウンドシステムはまだアナログシステムを使用していますが、イーサネット、ユニバーサルシリアルバス（USB）、RS-422、RS-485などのほとんどの通信プロトコルはデジタル信号を使用しています。

受信機は、2つの送信信号間の電圧差を読み取ることにより、元の信号を再構成します。 この手法により、レシーバは信号の絶対電圧を無視できます。信号の絶対電圧は、トランスミッタとレシーバの間を移動するときに大きく変化する可能性があります。 したがって、差動信号方式は、シングルエンド信号方式よりもはるかに信頼性の高い情報を電子的に送信する方法です。

差動シグナリングは、シングルエンドシグナリングの2倍のノイズ耐性を備えています。 これは、携帯電話や携帯電話などの低電圧電子機器の利点です。 これらのデバイスは、不要な放射を減らし、電力を節約するために、低電圧電源への傾向を続けています。

シングルエンドデジタルシステムの高論理レベルは、電源電圧（Vs）です。 このシステムの低論理レベルは、接地電圧または0ボルト（V）です。 したがって、これら2つの電圧レベルの差はVs – 0 V = Vsです。 一対の差動信号の電圧は同じ大きさで極性が反対なので、電圧は+ Vsと–Vsです。 これは、2つの信号間の電圧の差が（+ Vs）–（–Vs）= 2Vsであるため、信号のノイズ耐性が2倍になることを意味します。

RS-232などのシングルエンド信号には、ワイヤが1本しか必要ないという利点があります。 少なくとも12ボルトの電圧は信号を示し、3ボルト未満の電圧は信号がないことを示します。 これにより、自然の電気源が3ボルトを生成することはほとんどないため、シングルエンド信号に対してある程度のノイズ耐性が得られます。

シングルエンド信号の主な欠点は、高速で機能できないことです。 インダクタンスとキャパシタンスは、高周波信号を相殺する傾向がある電気的影響であるため、シングルエンド信号の速度が制限されます。 また、このタイプの信号では、送信中の高いエラー率を回避するためにより高い電圧レベルが必要です。

コンピュータは通常、差動信号を使用して電磁干渉の影響を最小限に抑えます。 これらのデバイスは、干渉を排除できない直流を使用します。 コンピュータの低電圧信号線と高電圧電源線は、しばしば同じグランドを共有しています。 これにより、電力線が信号線に大きな電圧を誘導し、干渉を引き起こす可能性があります。