Vad är differentiell signalering?
Differentialsignalering är en teknik för elektronisk överföring av information genom att använda två olika signaler. Som jämförelse använder signalering med en enda ände endast en signal. Differentialsignalering är effektiv för både analog signalering och digital signalering. Vissa ljudsystem använder fortfarande analoga system, men de flesta kommunikationsprotokoll, såsom Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 och RS-485, använder digital signalering.
Mottagaren sätter tillbaka den ursprungliga signalen genom att läsa spänningsskillnaden mellan de två överförda signalerna. Denna teknik gör det möjligt för mottagaren att ignorera signalernas absoluta spänning, som kan variera avsevärt när de rör sig mellan sändare och mottagare. Därför är differentiell signalering en mycket mer pålitlig metod för elektronisk överföring av information än signalering med en enda ände.
Differentialsignalering har dubbelt så hög motståndskraft mot brus som en enda signal. Detta är en fördel med lågspänningselektroniska enheter som mobiltelefoner och bärbara telefoner. Dessa enheter fortsätter att trenda mot lägre spänningsförsörjningar för att minska oönskad strålning och för att spara ström.
Den höga logiknivån i ett enda slutet digitalt system är matningsspänningen (Vs). Den låga logiska nivån i detta system är jordspänningen, eller 0 volt (V). Skillnaden mellan dessa två spänningsnivåer är därför Vs - 0 V = Vs. Spänningarna i ett par differentiella signaler har samma storlek men motsatt polaritet, så spänningarna är + V och –V. Detta betyder att skillnaden i spänning mellan de två signalerna är (+ Vs) - (–Vs) = 2V , vilket fördubblar signalens brusimmunitet.
Enkelsignaler såsom RS-232 har fördelen att det bara krävs en tråd. En spänning på minst 12 volt indikerar en signal, och en spänning på mindre än tre volt indikerar brist på signal. Detta ger viss ljudimmunitet för en enda signal eftersom naturliga elkällor sällan producerar tre volt.
Den primära nackdelen med en enda avslutad signal är att den inte kan fungera med hög hastighet. Induktans och kapacitans är elektriska effekter som tenderar att avbryta högfrekventa signaler och därmed begränsa hastigheten för en enda slutet signal. Denna typ av signal kräver också högre spänningsnivåer för att undvika en hög felhastighet under överföringen.
Datorer använder i allmänhet differentiell signalering för att minimera effekterna av elektromagnetisk störning. Dessa enheter använder likström, som inte kan avskärma störningar. En dators lågspänningssignallinje och högspänningsförsörjningsledning delar ofta samma mark. Detta kan orsaka att kraftledningen inducerar en betydande spänning i signalledningen och orsakar störningar.