Differentialsignaalointi

Differentialsignaalointi on tiedonsiirtomenetelmä, jossa tieto välitetään kahden johtimen välistä jännite-erona sen sijaan, että signaali mitattaisiin suhteessa maadoitukseen. Signaali syntyy johtojen A ja B välillä, ja vastaanotin havaitsee näiden jännite-eron tulkiten sen binääriseksi tiedoksi. Koska molemmat johdot voivat kantaa samanlaista yleistä häiriötä, erotusmenetelmä tuottaa paremman häiriönsietokyvyn ja pienemmän yhteisjänniteherkkyyden kuin yksittäinen, suhteessa maahan mitattu signaali.

Tyypillisesti käytetään kierrettyä paria tai shielded-kaapelia. Line-impedanssi on suunnilleen 100–120 ohmia, ja vääristymien sekä heijastumien estämiseksi käytetään päätevastuksia linjan lopussa. Lepotila voidaan pitää määriteltynä bias-vastuksilla, jotta vastaanotin tulkitsee oikean tilan, kun signaalia ei siirretä.

Differentialsignaalointia hyödynnetään monissa yleisesti käytetyissä käyttöjärjestelmissä ja standardeissa, kuten RS-485 ja CAN-väylät teollisuuskoodeissa, LVDS-pohjaiset järjestelmät korkean nopeuden tiedonsiirrossa sekä laitteistoissa kuten PCI Express ja HDMI TMDS. Näissä sovelluksissa erotusmenetelmä mahdollistaa pitkät siirtomatkat, korkeat nopeudet ja alhaisen sähkömagneettisen päästötason verrattuna yksittäisiin signaaleihin.

Suunnittelussa on huomioitava impedanssien tarkka hallinta, johtojen pituusviiveet, parin asettelu sekä mahdollisten häiriöiden suojaukset. Lisäksi on huomioitava, että järjestelmä vaatii sopivat pääte- ja bias-sarjat sekä huolellisen kaapelointi, jotta signaali säilyttää asianmukaisen integriteetin pitkissä johtimissa.