Differentialsignalen

Differentialsignalen zijn signalen die over een paar geleiders worden verzonden waarbij twee tegenpolen van dezelfde spanningstroom tegenover elkaar bewegen. De ontvanger meet het verschil tussen de twee geleiders in plaats van de absolute spanning ten opzichte van een gemeenschappelijke referentie. Door het verschil te nemen, worden veel storingen die op beide geleiders tegelijk terechtkomen geneutraliseerd.

De signaaldrager bestaat meestal uit een twisted pair (gedraaide draden). Dit helpt om omgevingsgeluid beter te onderdrukken en crosstalk te verminderen. De lijn wordt vaak beëindigd met een weerstand die overeenkomt met de karakteristieke impedantie van de kabel (vaak rond 100–120 ohm) om reflecties te voorkomen en de signaalintegriteit te behouden. Differentiale ontvangers versterken alleen het verschil tussen de twee draden, waardoor gemene-mode ruis vermindert en de bandbreedte en afstandsbereik toeneemt.

Voordelen van differentiële signaling zijn onder meer een hogere ruisimmuniteit, minder last van aardlussen en spanningsverschillen tussen systemen, betere schakeltijden en potentiële lagere EMI-emissie door de natuur van even en tegengesteld gestuurde signalen. Nadelen zijn onder meer de noodzaak van twee geleiders per signaal en een complexere driver/receiver-architectuur, evenals vereisten voor impedantieafstemming.

Toepassingen zijn onder meer seriële interfaces en datapaden zoals RS-422 en RS-485, CAN, LVDS, USB-diefalen, DisplayPort en HDMI. Differentiële signaling wordt breed toegepast waar betrouwbare communicatie over lange afstanden en onder ruisvolle omstandigheden vereist is.