A/D输入的信号有单端输入(SE)和差分输入(DI),请问什么是单端输入?差分输入? AD的单端输入和差分输入有什么区别呢?各有什么优势劣势?

作者&投稿:蓝法 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
单端输入,输入信号均以共同的地线为基准.这种输入方法主要应用于输入信号电压较高(高于1 V),信号源到模拟输入硬件的导线较短(低于15
ft),且所有的输入信号共用一个基准地线.如果信号达不到这些标准,此时应该用差分输入.对于差分输入,每一个输入信号都有自有的基准地线;由于共模噪声可以被导线所消除,从而减小了噪声误差.

单端输入时, 是判断信号与 GND 的电压差.
差分输入时, 是判断两个信号线的电压差.
信号受干扰时, 差分的两线会同时受影响,
但电压差变化不大. (抗干扰性较佳)
而单端输入的一线变化时, GND 不变, 所以电压差变化较大. (抗干扰性较差)
差分信号和普通的单端信号走线相比,最明显的优势体现在以下三个方面:

a.抗干扰能力强,因为两根差分走线之间的耦合很好,当外界存在噪声干扰时,几乎是同时被耦合到两条线上,而接收端关心的只是两信号的差值,所以外界的共模噪声可以被完全抵消。

b.能有效抑制EMI,同样的道理,由于两根信号的极性相反,他们对外辐射的电磁场可以相互抵消,耦合的越紧密,泄放到外界的电磁能量越少。

c.时序定位精确,由于差分信号的开关变化是位于两个信号的交点,而不像普通单端信号依靠高低两个阈值电压判断,因而受工艺,温度的影响小,能降低时序上的误差,同时也更适合于低幅度信号的电路。目前流行的LVDS(low
voltage differential signaling)就是指这种小振幅差分信号技术。

最典型的接法,运用ADC0804:

请教:单端输入和差分输入的区别~

单端输入方式优点就是简单,缺点是如果受到干扰,由于GND电位始终是0V,所以最终采样值也会随着干扰而变化。

差分受到的干扰是差不多的,输入的共模干扰,在输入时会被减掉,从而降低了干扰,缺点就是接线复杂一些。


如图所示,单端输入只有一个输入引脚ADCIN,使用公共地GND作为电路的返回端,ADC的采样值=ADCIN电压-GND的电压(0V)。这种输入方式优点就是简单,缺点是如果vin受到干扰,由于GND电位始终是0V,所以最终ADC的采样值也会随着干扰而变化。

而差分输入比单端输入多了一根线,最终的ADC采样值=(ADCIN电压)-(ADCIN-电压),由于通常这两根差分线会布在一起,所以他们受到的干扰是差不多的,输入共模干扰,在输入ADC时会被减掉,从而降低了干扰,缺点就是接线复杂一些。而且需要VIN+和VIN-两路反相的输入信号。

为了既有差分输入的优点又有单端输入简单的优点,还有一种伪差分输入,通过把信号地连到ADCIN-端实现一种类似差分的连接,也具有一定的共模抑制能力,只是由于输入信号VIN的阻抗和其地线的阻抗不同,所以在受到干扰时产生的电压尖峰也不会相等,所以共模抑制能力并不是很强。