
【电】 differential-mode signal
differ from; difference; dispatch; errand; mistake
model; module; mould; pattern
【计】 M; MOD; modulo
【化】 mould
【医】 ***; mol; mole
【电】 a-n signal a-n; sign; signal
差模讯号(Chā Mó Xùn Hào)是电子工程和信号传输领域的关键术语,指通过一对相位相反、幅度相等的信号线传输的差分信号(Differential Signal)。其核心原理是利用两条导线上的电压差来传递信息,而非以单条导线对地电压为参考。这种设计可显著抑制共模噪声干扰,提升信号完整性和抗电磁干扰(EMI)能力。
信号定义
差模电压((V{DM}))定义为两条信号线间的电位差:
$$ V{DM} = V+ - V- $$
其中 (V+) 与 (V-) 分别代表正负信号线的对地电压,二者幅值相等、极性相反。
抗干扰机制
外部电磁干扰在两条信号线上产生的噪声通常为同向的共模噪声((V{CM}))。接收端通过差分放大器仅放大(V{DM}),而抑制共模分量,信噪比(SNR)得以提高。
典型应用场景
IEEE标准术语
IEEE 100《电子与电气术语标准词典》将差模信号定义为“在对称传输线中,大小相等、方向相反的信号分量”(IEEE Std 100-2000, Clause 161)。该标准强调其在降低电磁辐射方面的优势。
来源:IEEE Xplore Digital Library
信号完整性理论
在高速数字电路设计中,差模传输通过抵消电流回路产生的磁场,减少串扰和EMI。此原理在Howard Johnson的著作《High-Speed Digital Design》第3章中有详细建模分析。
来源:Prentice Hall出版
医疗设备应用规范
IEC 60601-1医用电气设备安全标准要求生物电信号采集采用差模放大设计,以抑制50/60Hz工频干扰(IEC 60601-2-47:2021, Section 201.12)。
来源:国际电工委员会(IEC)官网
注:术语“差模”在早期中文文献中亦作“差动模式”,现代工程领域已统一为“差模”。其英文术语“Differential Mode”区别于“Common Mode”(共模),二者共同构成混合模信号分析的基础框架。
差模信号(Differential Mode Signal)是电子系统中信号传输的基本模式之一,其核心特征是两个信号幅度相等、极性相反,且通过两根导线的差值传递信息。以下从定义、特点和应用三方面详细解释:
差模信号是指一对传输线中,两信号幅度相等但方向相反的分量。其数学表达式为:
$$
V_d = V_1 - V_2
$$
其中,( V_1 ) 和 ( V2 ) 分别为两根导线上的信号电压。
与之对应的共模信号(Common Mode Signal)则是两信号对地的平均值:
$$
V{cm} = frac{V_1 + V_2}{2}
$$
抗干扰性强
差模信号通过两线间的差值传递信息,能有效抑制共模干扰(如电磁噪声)。例如双绞线传输中,外界干扰对两线的影响近似相同,差值几乎不变。
对称性要求高
理想情况下,两信号需严格保持幅度相等、极性相反。实际电路中,对称性越好,共模抑制能力越强。
典型应用场景
以的比喻为例:
假设两人(A、B)分别站在两艘船上,通过拉手感知彼此动作。
差模信号通过差值传输实现高抗干扰性,是精密测量和高速通信的关键技术。其设计需注重信号对称性,并配合共模抑制比(CMRR)高的电路以优化性能。
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