Diferenciálna signalizácia
Diferenciálna signalizácia je spôsob prenosu údajov, pri ktorom sa informácia prenáša ako rozdielové napätie (na rozdiel od tzv. single-ended signalizácie, kde sa informácia prenáša ako napätie voči referenčnému bodu, obvykle voči signálnej zemi).
Vedenia a zbernice, ktoré využívajú diferenciálnu signalizáciu, sa nazývajú diferenciálne vedenia a diferenciálne zbernice.
Vlastnosti
- pri rovnakom rozkmite napájania dvojnásobná šumová imunita oproti single-ended signalizácii
- vysoká odolnosť voči súhlasnému typu rušeniu (napätiu indukovanému do oboch vodičov – angl. common mode), najmä ak sa na prenos použije krútená dvojlinka (angl. twisted pair)
- nie nevyhnutne musí byť galvanický oddelené, aj keď je to obvyklá prax
Realizácia
Vysielač
- polovodičový: dva dvojčinné výstupy budené cez invertor
- transformátor (tým sa súčasne realizuje aj galvanické oddelenie)
Prijímač
- polovodičový: diferenciálny zosilňovač (komparátor) s hysteréziou
- transformátor (tým sa súčasne realizuje aj galvanické oddelenie)
Detaily
Polovodičový vysielač a prijímač býva často realizovaný spolu v jednom integrovanom obvode. Ak je potrebné realizovať galvanické oddelenie s polovodičovým riešením, realizuje sa obvykle medzi vysielačom/prijímačom a samotným elektronickým zariadením, pričom je potrebné zabezpečiť aj oddelené napájanie vysielača/prijímača.
Ak nejde o oddelenie transformátorom, obvykle je definovaná pokojová úroveň zbernice (vedenia), najjednoduchšie rezistormi voči napájaniu (každý vodič voči inému pólu). Keďže často ide o prenos na vyšších frekvenciách, je tiež nevyhnutné dbať na impedančné prispôsobenie vysielača/prijímača k vedeniu.
V poslednom čase so zvyšovaním pracovnej frekvencie súčastí elektronických zariadení do oblastí, kde majú aj pomerne krátke spoje vlastnosti (vysokofrekvenčného) vedenia (v rámci zariadenia, dosky plošných spojov či dokonca v rámci čipu), sa používa diferenciálna signalizácia na prenos rýchlych signálov aj na takéto krátke vzdialenosti (typicky napr. hodinové signály).
Príklady
Sériové
- RS485 – zbernica, polovodičové riešenie vysielača/prijímača (najbežnejšie obvodom TL75176 a jeho ekvivalentami)
- Ethernet – oddelenie transformátorom
Paralelné
- LVDS (z angl. Low Voltage Differential Signalisation) – všeobecne ide o zbernicu, ktorá využíva diferenciálnu signalizáciu pri nízkom rozkmite napätia (oblasť 3 V a menej); keďže tento druh signalizácie sa používa aj pri digitálnom prenose obrazovéh signálu z grafického adaptéru počítača do digitálneho monitoru, pojem LVDS sa v bežnej „počítačovej“ terminológii používa práve v tomto zmysle.