1 差分信号简介

差分电压信号定义为两条信号承载引线之间的电压差。通常这些信号是平衡的，这意味着两个信号电压大小相等但极性相反，如图 1-1 所示。差分电压 (V_Diff) 可以通过从负信号电压中减去正信号电压来求解，如方程式 1 所示。

方程式 1.

V_{D i f f} = V_{S i g+} - V_{S i g-}

这种减法函数是差分信号的主要优点之一，因为减法函数可以从信号链中消除不需要的共模电压。共模电压 (V_CM) 是两个信号引线上都存在的电压，大小相等，极性相同。在差分电路中，V_CM 定义为两个信号电压的平均值，如方程式 2 所示。

方程式 4.

V_{C M} = \frac{V_{S i g+} + V_{S i g-}}{2}

这些不需要的共模电压可以是噪声的形式，或者是来自前一信号级的直流偏置。与极性相反的信号电压不同，这些共模电压可通过方程式 1 中定义的减法函数来抑制。下图说明了交流和直流共模电压的这一原理。

图 1-1 具有直流共模电压的交流差分信号

图 1-2 具有交流共模电压的直流差分信号

在实际电路中，共模电压不能完全从差分信号中消除，但它可以显著衰减。共模衰减的幅度由电路中的各种非理想因素决定，如以下各节所述。