差分信號(hào)傳輸?shù)陌咐?/h1> 怎么對(duì)原理圖的差分信號(hào)添加差分屬性呢？ 怎么對(duì)原理圖的差分信號(hào)添加差分屬性呢？
答：很多人很好奇，我們PCB文件可以添加差分信號(hào)屬性，來(lái)進(jìn)行走線，那原理圖中可以對(duì)信號(hào)添加差分屬性嗎？這個(gè)當(dāng)然也是可以的，下面就我們一步一步來(lái)給大家演示如何在原理圖中進(jìn)行差分屬性的添加：
第一步，首先需要在原理圖中添加差分屬性，選中差分信號(hào)的一根網(wǎng)絡(luò)，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，執(zhí)行命令Edit Properties…,進(jìn)行屬性編輯，或者雙擊鼠標(biāo)左鍵，也是一樣的效果，如圖3-99所示：
圖3-99 信號(hào)差分屬性編輯示意圖
第二步，進(jìn)入信號(hào)屬性編輯的界面，下邊欄選中Schematic Nets，左側(cè)進(jìn)行新的屬性的添加。點(diǎn)擊New Property…，彈出增加新的屬性的界面，如圖3-100所示，在Add New Property界面，在Name一欄輸入DIFFERENTIAL_PAIR的差分屬性名稱，Value值一欄可以先不用添加，后面統(tǒng)一填寫，點(diǎn)擊OK按鈕，對(duì)原理圖添加差分屬性。
圖3-100 信號(hào)差分屬性添加示意圖
第三步，添加了差分屬性以后，我們只需要在差分屬性這一欄的中填上相對(duì)應(yīng)的差分的命令即可，即在上述添加的差分屬性一欄中，填入對(duì)應(yīng)的Value值就行了，這個(gè)是可以進(jìn)行全局屬性操作的，可以參照前面的問(wèn)答，這樣就很快捷的給原理圖的信號(hào)添加了差分屬性，這樣導(dǎo)入到PCB中，就是差分信號(hào)了。 展開 【單端信號(hào)】與【差分信號(hào)】到底有什么區(qū)別？ 但是如果是差分信號(hào)，你就可以考慮拉，為啥呢，兩根導(dǎo)線是平行傳輸的， 每根導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不是一樣嗎，兩個(gè)一減，他不久沒(méi)了嗎～ 確實(shí)，同樣的情況下，傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，差分信號(hào)具有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力、更強(qiáng)的抗干擾能力，同樣的，當(dāng)你傳輸的信號(hào)會(huì)對(duì)其他設(shè)備有干擾時(shí)，差分信號(hào)也比單端信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)相對(duì)小，也就是常說(shuō)的EMI特性。
三、使用時(shí)需要注意的
由于差分比單端有不少好處，在模擬信號(hào)傳輸中很多人愿意使用差分信號(hào)，比如橋式應(yīng)變片式力傳感器，其輸出信號(hào)滿量程時(shí)有的也只有2mV，如果使用單端信號(hào)傳輸，那么這個(gè)信號(hào)只要電源的紋波就能把他吃光。所以實(shí)際上，都是用儀表運(yùn)方進(jìn)行放大后，再進(jìn)行處理。而儀表運(yùn)方正是處理差分信號(hào)最有力的幾個(gè)工具之一。
但是，使用差分信號(hào)時(shí)，一定要注意一個(gè)問(wèn)題，共模電壓范圍。也就是說(shuō)，這兩根線上的電壓，相對(duì)于系統(tǒng)的地，還是不能太大。你傳輸0.1V的信號(hào)沒(méi)問(wèn)題，但是如果一根是 1000.0 另外一根是 1000.1，那就不好玩了，問(wèn)題在于，在很多場(chǎng)合下使用差分信號(hào)都是為了不讓兩個(gè)系統(tǒng)的地簡(jiǎn)單的共在一起，更不能把差分信號(hào)中的一根直接接在本地系統(tǒng)的地上，那不白費(fèi)勁嗎 —— 又成單端了，那么如何抑制共模電壓呢？
其實(shí)也挺簡(jiǎn)單的，將兩根線都通過(guò)一個(gè)足夠大的電阻，連接到系統(tǒng)的地上。這就像一根拴在風(fēng)箏上的線，我在地上跑跑跳跳，不會(huì)影響風(fēng)箏的高度 但是你永遠(yuǎn)逃不出我的視線，而我的視線，在電子行業(yè)，叫共模電壓范圍。最后，回答一個(gè)網(wǎng)友的問(wèn)題：?jiǎn)味宿D(zhuǎn)差分怎么轉(zhuǎn)。 展開 形象解讀差分信號(hào)，它比單端信號(hào)強(qiáng)在哪？ 因此，假如我們有一個(gè)模擬信號(hào)通過(guò)差分對(duì)連接到數(shù)字器件，就無(wú)需擔(dān)心跨越電源邊界，平面不連續(xù)等等問(wèn)題。差分器件的電源分割也更容易處理。差分電路在低壓信號(hào)的應(yīng)用中是非常有益的。如果信號(hào)電平非常低，或者如果信噪比是個(gè)問(wèn)題，那么差分信號(hào)可以有效地倍增信號(hào)電平(+v-(-v)=2v)。差分信號(hào)和差分放大器通常用于信號(hào)電平非常低的系統(tǒng)的輸入級(jí)。
差分接收器往往對(duì)輸入信號(hào)電平的差敏感，但是常常被設(shè)計(jì)為對(duì)輸入的共模偏移不敏感。因此在強(qiáng)噪聲環(huán)境中差分信號(hào)往往比單端信號(hào)有著更好的性能。
相比單端信號(hào)(以一個(gè)不太精確的受電路板其他位置的噪聲的干擾的信號(hào)為參考)，差分信號(hào)(彼此互為參考)的翻轉(zhuǎn)時(shí)序可以更精確地設(shè)定。差分對(duì)的交叉點(diǎn)定義得非常精確(見圖3)。單端信號(hào)位于邏輯1和邏輯0之間的交叉點(diǎn)受制于(舉例)噪聲、噪聲門限以及門限檢測(cè)問(wèn)題等等。
圖3 邏輯電平在差分信號(hào)交叉點(diǎn)的精確位置改變狀態(tài)
*本文系網(wǎng)絡(luò)轉(zhuǎn)載，版權(quán)歸原作者所有，如有侵權(quán)請(qǐng)聯(lián)系刪除 展開 差分信號(hào)、單端信號(hào)，你知道它們的區(qū)別嗎？ 差分放大電路的應(yīng)用很多，簡(jiǎn)單介紹差分信號(hào)、單端信號(hào)的概念及差分放大電路的作用，方便大家對(duì)差分放大電路相關(guān)知識(shí)有所了解。
單端信號(hào)
單端傳輸是指用一根信號(hào)線和一根地線來(lái)傳輸信號(hào)，信號(hào)線上傳輸的信號(hào)就是單端信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，缺點(diǎn)是抗干擾能力差。
差分信號(hào)
差分傳輸是指在兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的大小相等，極性相反，這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)(差模信號(hào))。
優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是電路比單端傳輸的復(fù)雜。
差分放大電路有什么作用？
差分放大電路又稱為差動(dòng)放大電路，當(dāng)該電路的兩個(gè)輸入端的電壓有差別時(shí)，輸出電壓才有變動(dòng)，因此稱為差動(dòng)。
差分放大電路有差模和共模兩種基本輸入信號(hào)，那么什么是共模信號(hào)呢？
當(dāng)兩輸入端所接信號(hào)大小相等，極性相反時(shí)，稱為差模輸入信號(hào)；
當(dāng)兩輸入端所接信號(hào)大小相等、極性相同時(shí)，稱為共模信號(hào)。
實(shí)際應(yīng)用中，溫度的變化各種環(huán)境噪聲的影響時(shí)共模噪聲，也稱為對(duì)地噪聲，指的是兩根線分別對(duì)地的噪聲。
差分放大電路時(shí)直接耦合放大電路的基本組成單元，對(duì)于共模信號(hào)起到很強(qiáng)的抑制作用，未對(duì)差模信號(hào)起到放大租用，并且電路的放大能力與輸出方式有關(guān)。 展開 
PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中的3個(gè)常見誤區(qū) 02
常見誤區(qū)
誤區(qū)一：認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑，或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。
造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑，或者對(duì)高速信號(hào)傳輸的機(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。差分電路對(duì)于類似地以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。
地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑，其實(shí)在信號(hào)回流分析上，差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的，即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流，最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外，還存在相互之間的耦合，哪一種耦合強(qiáng)，哪一種就成為主要的回流通路。
在PCB電路設(shè)計(jì)中，一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10～20%的耦合度，更多的還是對(duì)地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。
當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加 EMI，要盡量避免。
另外也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，可以去掉差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào)，但從理論上看這種做法是不可取的，阻抗如何控制？不給共模信號(hào)提供阻抗回路，勢(shì)必會(huì)造成EMI輻射，這種做法弊大于利。 展開 PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中的3個(gè)常見誤區(qū) 在PCB電路設(shè)計(jì)中，一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10～20%的耦合度，更多的還是對(duì)地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。
當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加 EMI，要盡量避免。
另外也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，可以去掉差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào)，但從理論上看這種做法是不可取的，阻抗如何控制？不給共模信號(hào)提供阻抗回路，勢(shì)必會(huì)造成EMI輻射，這種做法弊大于利。
? 誤區(qū)二：認(rèn)為保持等間距比匹配線長(zhǎng)更重要。
在實(shí)際的PCB布線中，往往不能同時(shí)滿足差分設(shè)計(jì)的要求。由于管腳分布，過(guò)孔，以及走線空間等因素存在，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)睦@線才能達(dá)到線長(zhǎng)匹配的目的，但帶來(lái)的結(jié)果必然是差分對(duì)的部分區(qū)域無(wú)法平行。
PCB差分走線的設(shè)計(jì)中最重要的規(guī)則就是匹配線長(zhǎng)，其它的規(guī)則都可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行靈活處理。
? 誤區(qū)三：認(rèn)為差分走線一定要靠的很近。 展開 【干貨分享】PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中的3個(gè)常見誤區(qū) 常見誤區(qū)
誤區(qū)一：
認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑，或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。
造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑，或者對(duì)高速信號(hào)傳輸的機(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。差分電路對(duì)于類似地以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。
地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑，其實(shí)在信號(hào)回流分析上，差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的，即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流，最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外，還存在相互之間的耦合，哪一種耦合強(qiáng)，哪一種就成為主要的回流通路。
在PCB電路設(shè)計(jì)中，一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10～20%的耦合度，更多的還是對(duì)地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。
當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加 EMI，要盡量避免。
另外也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，可以去掉差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào)，但從理論上看這種做法是不可取的，阻抗如何控制？ 展開 252 基于MATLAB的自適應(yīng)差分閾值法檢測(cè)心電信號(hào)的QRS波 ￥25.9 基于MATLAB的自適應(yīng)差分閾值法檢測(cè)心電信號(hào)的QRS波，QRS波群反映左、右心室除極電位和時(shí)間的變化，第一個(gè)向下的波為Q波，向上的波為R波，接著向下的波是S波。通過(guò)GUI進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，展示心率和QRS。程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。 3種差分走線補(bǔ)償對(duì)比：為什么忌諱在末端補(bǔ)償？ *點(diǎn)擊文末閱讀原文，獲取PDF文檔
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差分線的優(yōu)勢(shì)
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差分線抗干擾能力強(qiáng)、信噪比高、輻射小、帶寬容量大等眾多優(yōu)點(diǎn)，所以在目前的高速鏈路設(shè)計(jì)中，都選取差分線作為通信方式。
差分線使用兩根走線傳輸一路信號(hào)，兩根線上攜帶的信息是相同的，但是信號(hào)的相位差是 180 度，這樣兩個(gè)線產(chǎn)生的場(chǎng)正好相互抵消，減少了輻射的產(chǎn)生。同時(shí)由于最終信號(hào)取兩根信號(hào)之差，所以當(dāng)受到共模信號(hào)干擾時(shí)，兩根線所產(chǎn)生的噪聲幾乎相同，在接收端做差值時(shí)正好被抵消掉。
差分線對(duì)噪聲天生的抑制能力有效的提高通道的信噪比，大大的改善了通道的信息容量，使得差分線在 Gigabit 以上的通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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差分走線的幾種補(bǔ)償方式
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差分線跟單線傳輸相比，之所以具有眾多優(yōu)勢(shì)，是因?yàn)槠洳捎昧瞬顒?dòng)傳輸的方式，即兩根線要保持 180 度的相位差，即我們平時(shí)所說(shuō)的要保持兩根線的電流大小相等、方向相反。任何原因造成的相位失配，都會(huì)影響差分線的性能，甚至造成不可預(yù)知的后果，所以在 layout 設(shè)計(jì)中，我們必須做到差分線的等長(zhǎng)要求。 展開 電子設(shè)計(jì)基本概念100問(wèn)解析（61-70問(wèn)） 1.61 什么叫做差分信號(hào)差分信號(hào)傳輸與單根信號(hào)傳輸的區(qū)別在哪？
答：差分傳輸是一種信號(hào)傳輸的技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)。差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。差分信號(hào)又稱差模信號(hào)，是相對(duì)共模信號(hào)而言的。
我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。圖1 用蹺蹺板表示的差分信號(hào) 應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線來(lái)表示。
當(dāng)我們采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸的時(shí)候，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性，其好處有如下三個(gè)：
l 因?yàn)槟阍诳刂?#x27;基準(zhǔn)'電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)'地'的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與'地'的精確值無(wú)關(guān)；
l 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少；
l 在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理'雙極'信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。 展開 電子設(shè)計(jì)基本概念100問(wèn)解析（61-70問(wèn)） 1.61 什么叫做差分信號(hào)差分信號(hào)傳輸與單根信號(hào)傳輸的區(qū)別在哪？
答：差分傳輸是一種信號(hào)傳輸的技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)。差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。差分信號(hào)又稱差模信號(hào)，是相對(duì)共模信號(hào)而言的。
我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。圖1 用蹺蹺板表示的差分信號(hào) 應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線來(lái)表示。
當(dāng)我們采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸的時(shí)候，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性，其好處有如下三個(gè)：
l 因?yàn)槟阍诳刂?#x27;基準(zhǔn)'電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)'地'的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與'地'的精確值無(wú)關(guān)；
l 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少；
l 在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理'雙極'信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。 展開 
方案分享 | ADAS時(shí)空融合數(shù)據(jù)采集方案 （3）抗干擾優(yōu)化：采用屏蔽線纜與差分信號(hào)傳輸，降低電磁干擾對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，保障高速率數(shù)據(jù)（如 LiDAR 點(diǎn)云、Camera 原始圖像）的穩(wěn)定傳輸。
2、時(shí)間同步
方案通過(guò)硬件觸發(fā) + 軟件校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多傳感器納秒級(jí)時(shí)間同步，確保時(shí)空融合精度：
（1）同步基準(zhǔn)統(tǒng)一：以國(guó)際原子時(shí)（TAI）為時(shí)間基準(zhǔn)，通過(guò)gPTP（通用精確時(shí)間協(xié)議）與 PPS（秒脈沖信號(hào)）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)時(shí)間對(duì)齊。LiDAR采用gPTP 同步，Camera 通過(guò)采集卡 PPS 信號(hào)觸發(fā)，RTK 與 Radar 通過(guò) CAN Combo 的打上時(shí)間戳。
（2）外觸發(fā)機(jī)制：支持LiDAR 外觸發(fā)Camera 拍攝，可自定義觸發(fā)頻率（10Hz/20Hz/30Hz），確保圖像與點(diǎn)云數(shù)據(jù)嚴(yán)格同步。實(shí)測(cè)顯示，8MP 相機(jī)在 30Hz 觸發(fā)下，幀間對(duì)齊時(shí)間誤差小于 10μs（一般誤差在20-30ms）。
3、傳感器標(biāo)定
通過(guò)標(biāo)定算法，建立傳感器與車輛坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系：
比如單傳感器標(biāo)定中LiDAR2Car，以車輛后軸中心為原點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)定板采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用迭代最近點(diǎn)（ICP）算法計(jì)算 4×4 變換矩陣，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云到車輛坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。
傳感器間標(biāo)定中LiDAR2Camera，利用同步采集的點(diǎn)云與圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)標(biāo)定板特征匹配，計(jì)算外參矩陣（旋轉(zhuǎn)矩陣 R、平移向量 T），重投影誤差均值 0.0138m，支持點(diǎn)云投影到圖像像素坐標(biāo)。
4、數(shù)據(jù)采集
在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，配套軟件提供全流程可視化操作與高效數(shù)據(jù)管理能力：
（1）多模態(tài)可視化：實(shí)時(shí)顯示 LiDAR 點(diǎn)云、Camera 圖像、Radar 目標(biāo)聚類及 RTK 定位信息，支持分屏監(jiān)控與時(shí)間戳同步顯示，便于實(shí)時(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量。 展開 標(biāo)準(zhǔn)解析 | 深入解剖EN301489-3 合規(guī)性必備知識(shí) 高頻信號(hào)層通常夾在地層和電源層之間。
地平面設(shè)計(jì)：創(chuàng)建連續(xù)的地平面，可以減少信號(hào)路徑中的電感，有助于控制回流路徑，減少電磁干擾。
信號(hào)線布局：信號(hào)線的布局應(yīng)當(dāng)盡量短且直，避免長(zhǎng)距離的并行走線，以減少串?dāng)_和輻射。
去耦合電容：在IC的電源和地之間添加去耦合電容，可以穩(wěn)定電壓并過(guò)濾高頻噪聲。
2.2.2 信號(hào)完整性與EMC的關(guān)系
信號(hào)完整性和EMC是密切相關(guān)的，好的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)往往也有助于EMC性能：
終端匹配：終端匹配可以減少信號(hào)反射，確保信號(hào)完整，同時(shí)也可以降低信號(hào)的輻射。
差分信號(hào)：使用差分信號(hào)傳輸可以提高信號(hào)的抗干擾能力，并減少對(duì)外部的干擾發(fā)射。
信號(hào)速率控制：高速信號(hào)需要特別注意上升沿和下降沿的時(shí)間，過(guò)快的信號(hào)速率會(huì)增加輻射和串?dāng)_。
信號(hào)回路面積：縮小信號(hào)回路面積可以減少輻射和感應(yīng)的干擾。
2.2.3 接地和屏蔽技術(shù)在EMC中的應(yīng)用
接地和屏蔽是EMC設(shè)計(jì)中兩個(gè)非常重要的方面：
接地技術(shù)：正確接地可以防止設(shè)備產(chǎn)生干擾，也可以減少對(duì)外界干擾的敏感性。單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地各有其適用的場(chǎng)合。
屏蔽技術(shù)：金屬屏蔽可以有效地隔離電磁場(chǎng)，阻止電磁波的穿透。屏蔽設(shè)計(jì)需要考慮材料的屏蔽效能、屏蔽結(jié)構(gòu)的完整性和屏蔽的接地方式。
2.3 歐標(biāo)EN 301489-3中的具體測(cè)試項(xiàng)目
2.3.1 測(cè)試項(xiàng)目的分類與測(cè)試環(huán)境
EN 301489-3標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了對(duì)設(shè)備進(jìn)行的多種EMC測(cè)試，這些測(cè)試可以分為兩大類：
輻射發(fā)射測(cè)試：測(cè)量設(shè)備通過(guò)空間發(fā)射的電磁波強(qiáng)度，通常在半電波暗室或全電波暗室中進(jìn)行。
傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試：測(cè)量設(shè)備通過(guò)電源線或信號(hào)線發(fā)射的電磁波強(qiáng)度，測(cè)試通常使用線束仿真網(wǎng)絡(luò)或人工電源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。 展開 電子設(shè)計(jì)基本概念100問(wèn)解析（61-70問(wèn)） 1.61 什么叫做差分信號(hào)差分信號(hào)傳輸與單根信號(hào)傳輸的區(qū)別在哪？
答：差分傳輸是一種信號(hào)傳輸的技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)。差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。差分信號(hào)又稱差模信號(hào)，是相對(duì)共模信號(hào)而言的。
我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。圖1 用蹺蹺板表示的差分信號(hào) 應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線來(lái)表示。
當(dāng)我們采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸的時(shí)候，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性，其好處有如下三個(gè)：
l 因?yàn)槟阍诳刂?#x27;基準(zhǔn)'電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)'地'的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與'地'的精確值無(wú)關(guān)；
l 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少；
l 在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理'雙極'信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。 展開 談?wù)凜AN總線對(duì)線束設(shè)計(jì)的要求及內(nèi)在機(jī)理 電纜與接線
CAN總線采用差分信號(hào)傳輸，如果使用帶屏蔽雙絞線，屏蔽層應(yīng)單點(diǎn)接地。
圖9-11列出帶單屏蔽層的CAN電纜剖析與連接線示范。
圖9-1：電纜信號(hào)分配、接地和終端匹配
通常電纜截面積越小，其分布電容、分布電感和直流電阻越大。當(dāng)通訊距離較遠(yuǎn)時(shí)，電容、電感和直流電阻會(huì)引起信號(hào)衰減，波形失真和抖動(dòng)。
一般情況下，電纜供應(yīng)商會(huì)提供信號(hào)衰減圖表。圖9-2所示的曲線顯示了24-AWG電纜衰減和頻率的關(guān)系。
圖9-2：信號(hào)衰減
10. 差分信號(hào)電壓幅值
如圖10-1所示，兩條信號(hào)線CAN_H和CAN_L靜態(tài)時(shí)均為2.5V左右，此時(shí)狀態(tài)表示邏輯1，稱作隱性；CAN_H比CAN_L高表示邏輯0，稱為顯性，此時(shí)通常CAN_H電壓3.5V、CAN_L電壓1.5V。
圖10-1：CAN電平幅值
CAN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，CAN總線上的差分電壓>0.9V才能被識(shí)別成顯性電平，<0.5V才能被識(shí)別成隱性電平，0.5~0.9之間的電平不能確定電平極性。如表10-1所示。
表10-1：差分電壓幅值與電平極性關(guān)系
在實(shí)際項(xiàng)目布線時(shí)，容易漏加或者多加終端匹配電阻。我們可以通過(guò)測(cè)量CAN差分電壓幅值來(lái)評(píng)估是否漏加或多加終端匹配電阻。如果不計(jì)導(dǎo)線電阻，終端電阻固定為120歐姆，單節(jié)點(diǎn)CAN總線差分電壓如表10-2所示。
表10-2：終端匹配電阻數(shù)目與差分電壓幅值關(guān)系
11. 電纜截面積與通訊距離
電纜截面積對(duì)通訊距離影響很大，特別是遠(yuǎn)距離通訊。遠(yuǎn)距離傳輸線上的分布電容、分布電感和直流參數(shù)會(huì)引起信號(hào)衰減。很多CAN通訊應(yīng)用都具有距離遠(yuǎn)、波特率低的特性。比如本公司的KTC161通訊控制系統(tǒng)使用10kpbs，傳輸距離要不小于3km。這種情況下，傳輸電纜的直流電阻對(duì)傳輸距離影響非常大，因?yàn)檫@個(gè)直流電阻會(huì)和終端匹配電阻分壓。 展開 差分信號(hào)傳輸?shù)南嚓P(guān)專題、標(biāo)簽、搜索
怎么對(duì)原理圖的差分信號(hào)添加差分屬性呢？
怎么對(duì)原理圖的差分信號(hào)添加差分屬性呢？
答：很多人很好奇，我們PCB文件可以添加差分信號(hào)屬性，來(lái)進(jìn)行走線，那原理圖中可以對(duì)信號(hào)添加差分屬性嗎？這個(gè)當(dāng)然也是可以的，下面就我們一步一步來(lái)給大家演示如何在原理圖中進(jìn)行差分屬性的添加：
第一步，首先需要在原理圖中添加差分屬性，選中差分信號(hào)的一根網(wǎng)絡(luò)，然后點(diǎn)擊鼠標(biāo)右鍵，執(zhí)行命令Edit Properties…,進(jìn)行屬性編輯，或者雙擊鼠標(biāo)左鍵，也是一樣的效果，如圖3-99所示：
圖3-99 信號(hào)差分屬性編輯示意圖
第二步，進(jìn)入信號(hào)屬性編輯的界面，下邊欄選中Schematic Nets，左側(cè)進(jìn)行新的屬性的添加。點(diǎn)擊New Property…，彈出增加新的屬性的界面，如圖3-100所示，在Add New Property界面，在Name一欄輸入DIFFERENTIAL_PAIR的差分屬性名稱，Value值一欄可以先不用添加，后面統(tǒng)一填寫，點(diǎn)擊OK按鈕，對(duì)原理圖添加差分屬性。
圖3-100 信號(hào)差分屬性添加示意圖
第三步，添加了差分屬性以后，我們只需要在差分屬性這一欄的中填上相對(duì)應(yīng)的差分的命令即可，即在上述添加的差分屬性一欄中，填入對(duì)應(yīng)的Value值就行了，這個(gè)是可以進(jìn)行全局屬性操作的，可以參照前面的問(wèn)答，這樣就很快捷的給原理圖的信號(hào)添加了差分屬性，這樣導(dǎo)入到PCB中，就是差分信號(hào)了。
展開 【單端信號(hào)】與【差分信號(hào)】到底有什么區(qū)別？
但是如果是差分信號(hào)，你就可以考慮拉，為啥呢，兩根導(dǎo)線是平行傳輸的， 每根導(dǎo)線上產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不是一樣嗎，兩個(gè)一減，他不久沒(méi)了嗎～ 確實(shí)，同樣的情況下，傳輸距離較長(zhǎng)時(shí)，差分信號(hào)具有更強(qiáng)的驅(qū)動(dòng)能力、更強(qiáng)的抗干擾能力，同樣的，當(dāng)你傳輸的信號(hào)會(huì)對(duì)其他設(shè)備有干擾時(shí)，差分信號(hào)也比單端信號(hào)產(chǎn)生的信號(hào)相對(duì)小，也就是常說(shuō)的EMI特性。
三、使用時(shí)需要注意的
由于差分比單端有不少好處，在模擬信號(hào)傳輸中很多人愿意使用差分信號(hào)，比如橋式應(yīng)變片式力傳感器，其輸出信號(hào)滿量程時(shí)有的也只有2mV，如果使用單端信號(hào)傳輸，那么這個(gè)信號(hào)只要電源的紋波就能把他吃光。所以實(shí)際上，都是用儀表運(yùn)方進(jìn)行放大后，再進(jìn)行處理。而儀表運(yùn)方正是處理差分信號(hào)最有力的幾個(gè)工具之一。
但是，使用差分信號(hào)時(shí)，一定要注意一個(gè)問(wèn)題，共模電壓范圍。也就是說(shuō)，這兩根線上的電壓，相對(duì)于系統(tǒng)的地，還是不能太大。你傳輸0.1V的信號(hào)沒(méi)問(wèn)題，但是如果一根是 1000.0 另外一根是 1000.1，那就不好玩了，問(wèn)題在于，在很多場(chǎng)合下使用差分信號(hào)都是為了不讓兩個(gè)系統(tǒng)的地簡(jiǎn)單的共在一起，更不能把差分信號(hào)中的一根直接接在本地系統(tǒng)的地上，那不白費(fèi)勁嗎 —— 又成單端了，那么如何抑制共模電壓呢？
其實(shí)也挺簡(jiǎn)單的，將兩根線都通過(guò)一個(gè)足夠大的電阻，連接到系統(tǒng)的地上。這就像一根拴在風(fēng)箏上的線，我在地上跑跑跳跳，不會(huì)影響風(fēng)箏的高度 但是你永遠(yuǎn)逃不出我的視線，而我的視線，在電子行業(yè)，叫共模電壓范圍。最后，回答一個(gè)網(wǎng)友的問(wèn)題：?jiǎn)味宿D(zhuǎn)差分怎么轉(zhuǎn)。
展開 形象解讀差分信號(hào)，它比單端信號(hào)強(qiáng)在哪？
因此，假如我們有一個(gè)模擬信號(hào)通過(guò)差分對(duì)連接到數(shù)字器件，就無(wú)需擔(dān)心跨越電源邊界，平面不連續(xù)等等問(wèn)題。差分器件的電源分割也更容易處理。差分電路在低壓信號(hào)的應(yīng)用中是非常有益的。如果信號(hào)電平非常低，或者如果信噪比是個(gè)問(wèn)題，那么差分信號(hào)可以有效地倍增信號(hào)電平(+v-(-v)=2v)。差分信號(hào)和差分放大器通常用于信號(hào)電平非常低的系統(tǒng)的輸入級(jí)。
差分接收器往往對(duì)輸入信號(hào)電平的差敏感，但是常常被設(shè)計(jì)為對(duì)輸入的共模偏移不敏感。因此在強(qiáng)噪聲環(huán)境中差分信號(hào)往往比單端信號(hào)有著更好的性能。
相比單端信號(hào)(以一個(gè)不太精確的受電路板其他位置的噪聲的干擾的信號(hào)為參考)，差分信號(hào)(彼此互為參考)的翻轉(zhuǎn)時(shí)序可以更精確地設(shè)定。差分對(duì)的交叉點(diǎn)定義得非常精確(見圖3)。單端信號(hào)位于邏輯1和邏輯0之間的交叉點(diǎn)受制于(舉例)噪聲、噪聲門限以及門限檢測(cè)問(wèn)題等等。
圖3 邏輯電平在差分信號(hào)交叉點(diǎn)的精確位置改變狀態(tài)
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展開 差分信號(hào)、單端信號(hào)，你知道它們的區(qū)別嗎？
差分放大電路的應(yīng)用很多，簡(jiǎn)單介紹差分信號(hào)、單端信號(hào)的概念及差分放大電路的作用，方便大家對(duì)差分放大電路相關(guān)知識(shí)有所了解。
單端信號(hào)
單端傳輸是指用一根信號(hào)線和一根地線來(lái)傳輸信號(hào)，信號(hào)線上傳輸的信號(hào)就是單端信號(hào)。
優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單方便，缺點(diǎn)是抗干擾能力差。
差分信號(hào)
差分傳輸是指在兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的大小相等，極性相反，這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)(差模信號(hào))。
優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)，缺點(diǎn)是電路比單端傳輸的復(fù)雜。
差分放大電路有什么作用？
差分放大電路又稱為差動(dòng)放大電路，當(dāng)該電路的兩個(gè)輸入端的電壓有差別時(shí)，輸出電壓才有變動(dòng)，因此稱為差動(dòng)。
差分放大電路有差模和共模兩種基本輸入信號(hào)，那么什么是共模信號(hào)呢？
當(dāng)兩輸入端所接信號(hào)大小相等，極性相反時(shí)，稱為差模輸入信號(hào)；
當(dāng)兩輸入端所接信號(hào)大小相等、極性相同時(shí)，稱為共模信號(hào)。
實(shí)際應(yīng)用中，溫度的變化各種環(huán)境噪聲的影響時(shí)共模噪聲，也稱為對(duì)地噪聲，指的是兩根線分別對(duì)地的噪聲。
差分放大電路時(shí)直接耦合放大電路的基本組成單元，對(duì)于共模信號(hào)起到很強(qiáng)的抑制作用，未對(duì)差模信號(hào)起到放大租用，并且電路的放大能力與輸出方式有關(guān)。
展開 PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中的3個(gè)常見誤區(qū)
02
常見誤區(qū)
誤區(qū)一：認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑，或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。
造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑，或者對(duì)高速信號(hào)傳輸的機(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。差分電路對(duì)于類似地以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。
地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑，其實(shí)在信號(hào)回流分析上，差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的，即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流，最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外，還存在相互之間的耦合，哪一種耦合強(qiáng)，哪一種就成為主要的回流通路。
在PCB電路設(shè)計(jì)中，一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10～20%的耦合度，更多的還是對(duì)地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。
當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加 EMI，要盡量避免。
另外也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，可以去掉差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào)，但從理論上看這種做法是不可取的，阻抗如何控制？不給共模信號(hào)提供阻抗回路，勢(shì)必會(huì)造成EMI輻射，這種做法弊大于利。
展開 PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中的3個(gè)常見誤區(qū)
在PCB電路設(shè)計(jì)中，一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10～20%的耦合度，更多的還是對(duì)地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。
當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加 EMI，要盡量避免。
另外也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，可以去掉差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào)，但從理論上看這種做法是不可取的，阻抗如何控制？不給共模信號(hào)提供阻抗回路，勢(shì)必會(huì)造成EMI輻射，這種做法弊大于利。
? 誤區(qū)二：認(rèn)為保持等間距比匹配線長(zhǎng)更重要。
在實(shí)際的PCB布線中，往往不能同時(shí)滿足差分設(shè)計(jì)的要求。由于管腳分布，過(guò)孔，以及走線空間等因素存在，必須通過(guò)適當(dāng)?shù)睦@線才能達(dá)到線長(zhǎng)匹配的目的，但帶來(lái)的結(jié)果必然是差分對(duì)的部分區(qū)域無(wú)法平行。
PCB差分走線的設(shè)計(jì)中最重要的規(guī)則就是匹配線長(zhǎng)，其它的規(guī)則都可以根據(jù)設(shè)計(jì)要求和實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行靈活處理。
? 誤區(qū)三：認(rèn)為差分走線一定要靠的很近。
展開 【干貨分享】PCB差分信號(hào)設(shè)計(jì)中的3個(gè)常見誤區(qū)
常見誤區(qū)
誤區(qū)一：
認(rèn)為差分信號(hào)不需要地平面作為回流路徑，或者認(rèn)為差分走線彼此為對(duì)方提供回流途徑。
造成這種誤區(qū)的原因是被表面現(xiàn)象迷惑，或者對(duì)高速信號(hào)傳輸的機(jī)理認(rèn)識(shí)還不夠深入。差分電路對(duì)于類似地以及其它可能存在于電源和地平面上的噪音信號(hào)是不敏感的。
地平面的部分回流抵消并不代表差分電路就不以參考平面作為信號(hào)返回路徑，其實(shí)在信號(hào)回流分析上，差分走線和普通的單端走線的機(jī)理是一致的，即高頻信號(hào)總是沿著電感最小的回路進(jìn)行回流，最大的區(qū)別在于差分線除了有對(duì)地的耦合之外，還存在相互之間的耦合，哪一種耦合強(qiáng)，哪一種就成為主要的回流通路。
在PCB電路設(shè)計(jì)中，一般差分走線之間的耦合較小，往往只占10～20%的耦合度，更多的還是對(duì)地的耦合，所以差分走線的主要回流路徑還是存在于地平面。
當(dāng)?shù)仄矫姘l(fā)生不連續(xù)的時(shí)候，無(wú)參考平面的區(qū)域，差分走線之間的耦合才會(huì)提供主要的回流通路，盡管參考平面的不連續(xù)對(duì)差分走線的影響沒(méi)有對(duì)普通的單端走線來(lái)的嚴(yán)重，但還是會(huì)降低差分信號(hào)的質(zhì)量，增加 EMI，要盡量避免。
另外也有些設(shè)計(jì)人員認(rèn)為，可以去掉差分走線下方的參考平面，以抑制差分傳輸中的部分共模信號(hào)，但從理論上看這種做法是不可取的，阻抗如何控制？
展開 252 基于MATLAB的自適應(yīng)差分閾值法檢測(cè)心電信號(hào)的QRS波 ￥25.9
基于MATLAB的自適應(yīng)差分閾值法檢測(cè)心電信號(hào)的QRS波，QRS波群反映左、右心室除極電位和時(shí)間的變化，第一個(gè)向下的波為Q波，向上的波為R波，接著向下的波是S波。通過(guò)GUI進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，展示心率和QRS。程序已調(diào)通，可直接運(yùn)行。
3種差分走線補(bǔ)償對(duì)比：為什么忌諱在末端補(bǔ)償？
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差分線的優(yōu)勢(shì)
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差分線抗干擾能力強(qiáng)、信噪比高、輻射小、帶寬容量大等眾多優(yōu)點(diǎn)，所以在目前的高速鏈路設(shè)計(jì)中，都選取差分線作為通信方式。
差分線使用兩根走線傳輸一路信號(hào)，兩根線上攜帶的信息是相同的，但是信號(hào)的相位差是 180 度，這樣兩個(gè)線產(chǎn)生的場(chǎng)正好相互抵消，減少了輻射的產(chǎn)生。同時(shí)由于最終信號(hào)取兩根信號(hào)之差，所以當(dāng)受到共模信號(hào)干擾時(shí)，兩根線所產(chǎn)生的噪聲幾乎相同，在接收端做差值時(shí)正好被抵消掉。
差分線對(duì)噪聲天生的抑制能力有效的提高通道的信噪比，大大的改善了通道的信息容量，使得差分線在 Gigabit 以上的通信領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。
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差分走線的幾種補(bǔ)償方式
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差分線跟單線傳輸相比，之所以具有眾多優(yōu)勢(shì)，是因?yàn)槠洳捎昧瞬顒?dòng)傳輸的方式，即兩根線要保持 180 度的相位差，即我們平時(shí)所說(shuō)的要保持兩根線的電流大小相等、方向相反。任何原因造成的相位失配，都會(huì)影響差分線的性能，甚至造成不可預(yù)知的后果，所以在 layout 設(shè)計(jì)中，我們必須做到差分線的等長(zhǎng)要求。
展開 電子設(shè)計(jì)基本概念100問(wèn)解析（61-70問(wèn)）
1.61 什么叫做差分信號(hào)差分信號(hào)傳輸與單根信號(hào)傳輸的區(qū)別在哪？
答：差分傳輸是一種信號(hào)傳輸的技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)。差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。差分信號(hào)又稱差模信號(hào)，是相對(duì)共模信號(hào)而言的。
我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。圖1 用蹺蹺板表示的差分信號(hào) 應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線來(lái)表示。
當(dāng)我們采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸的時(shí)候，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性，其好處有如下三個(gè)：
l 因?yàn)槟阍诳刂?#x27;基準(zhǔn)'電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)'地'的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與'地'的精確值無(wú)關(guān)；
l 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少；
l 在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理'雙極'信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。
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1.61 什么叫做差分信號(hào)差分信號(hào)傳輸與單根信號(hào)傳輸的區(qū)別在哪？
答：差分傳輸是一種信號(hào)傳輸的技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)。差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。差分信號(hào)又稱差模信號(hào)，是相對(duì)共模信號(hào)而言的。
我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。圖1 用蹺蹺板表示的差分信號(hào) 應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線來(lái)表示。
當(dāng)我們采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸的時(shí)候，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性，其好處有如下三個(gè)：
l 因?yàn)槟阍诳刂?#x27;基準(zhǔn)'電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)'地'的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與'地'的精確值無(wú)關(guān)；
l 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少；
l 在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理'雙極'信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。
展開 方案分享 | ADAS時(shí)空融合數(shù)據(jù)采集方案
（3）抗干擾優(yōu)化：采用屏蔽線纜與差分信號(hào)傳輸，降低電磁干擾對(duì)數(shù)據(jù)質(zhì)量的影響，保障高速率數(shù)據(jù)（如 LiDAR 點(diǎn)云、Camera 原始圖像）的穩(wěn)定傳輸。
2、時(shí)間同步
方案通過(guò)硬件觸發(fā) + 軟件校準(zhǔn)實(shí)現(xiàn)多傳感器納秒級(jí)時(shí)間同步，確保時(shí)空融合精度：
（1）同步基準(zhǔn)統(tǒng)一：以國(guó)際原子時(shí)（TAI）為時(shí)間基準(zhǔn)，通過(guò)gPTP（通用精確時(shí)間協(xié)議）與 PPS（秒脈沖信號(hào)）實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)級(jí)時(shí)間對(duì)齊。LiDAR采用gPTP 同步，Camera 通過(guò)采集卡 PPS 信號(hào)觸發(fā)，RTK 與 Radar 通過(guò) CAN Combo 的打上時(shí)間戳。
（2）外觸發(fā)機(jī)制：支持LiDAR 外觸發(fā)Camera 拍攝，可自定義觸發(fā)頻率（10Hz/20Hz/30Hz），確保圖像與點(diǎn)云數(shù)據(jù)嚴(yán)格同步。實(shí)測(cè)顯示，8MP 相機(jī)在 30Hz 觸發(fā)下，幀間對(duì)齊時(shí)間誤差小于 10μs（一般誤差在20-30ms）。
3、傳感器標(biāo)定
通過(guò)標(biāo)定算法，建立傳感器與車輛坐標(biāo)系的空間轉(zhuǎn)換關(guān)系：
比如單傳感器標(biāo)定中LiDAR2Car，以車輛后軸中心為原點(diǎn)，通過(guò)標(biāo)定板采集點(diǎn)云數(shù)據(jù)，利用迭代最近點(diǎn)（ICP）算法計(jì)算 4×4 變換矩陣，實(shí)現(xiàn)點(diǎn)云到車輛坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。
傳感器間標(biāo)定中LiDAR2Camera，利用同步采集的點(diǎn)云與圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)標(biāo)定板特征匹配，計(jì)算外參矩陣（旋轉(zhuǎn)矩陣 R、平移向量 T），重投影誤差均值 0.0138m，支持點(diǎn)云投影到圖像像素坐標(biāo)。
4、數(shù)據(jù)采集
在數(shù)據(jù)采集環(huán)節(jié)，配套軟件提供全流程可視化操作與高效數(shù)據(jù)管理能力：
（1）多模態(tài)可視化：實(shí)時(shí)顯示 LiDAR 點(diǎn)云、Camera 圖像、Radar 目標(biāo)聚類及 RTK 定位信息，支持分屏監(jiān)控與時(shí)間戳同步顯示，便于實(shí)時(shí)校驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量。
展開 標(biāo)準(zhǔn)解析 | 深入解剖EN301489-3 合規(guī)性必備知識(shí)
高頻信號(hào)層通常夾在地層和電源層之間。
地平面設(shè)計(jì)：創(chuàng)建連續(xù)的地平面，可以減少信號(hào)路徑中的電感，有助于控制回流路徑，減少電磁干擾。
信號(hào)線布局：信號(hào)線的布局應(yīng)當(dāng)盡量短且直，避免長(zhǎng)距離的并行走線，以減少串?dāng)_和輻射。
去耦合電容：在IC的電源和地之間添加去耦合電容，可以穩(wěn)定電壓并過(guò)濾高頻噪聲。
2.2.2 信號(hào)完整性與EMC的關(guān)系
信號(hào)完整性和EMC是密切相關(guān)的，好的信號(hào)完整性設(shè)計(jì)往往也有助于EMC性能：
終端匹配：終端匹配可以減少信號(hào)反射，確保信號(hào)完整，同時(shí)也可以降低信號(hào)的輻射。
差分信號(hào)：使用差分信號(hào)傳輸可以提高信號(hào)的抗干擾能力，并減少對(duì)外部的干擾發(fā)射。
信號(hào)速率控制：高速信號(hào)需要特別注意上升沿和下降沿的時(shí)間，過(guò)快的信號(hào)速率會(huì)增加輻射和串?dāng)_。
信號(hào)回路面積：縮小信號(hào)回路面積可以減少輻射和感應(yīng)的干擾。
2.2.3 接地和屏蔽技術(shù)在EMC中的應(yīng)用
接地和屏蔽是EMC設(shè)計(jì)中兩個(gè)非常重要的方面：
接地技術(shù)：正確接地可以防止設(shè)備產(chǎn)生干擾，也可以減少對(duì)外界干擾的敏感性。單點(diǎn)接地、多點(diǎn)接地和混合接地各有其適用的場(chǎng)合。
屏蔽技術(shù)：金屬屏蔽可以有效地隔離電磁場(chǎng)，阻止電磁波的穿透。屏蔽設(shè)計(jì)需要考慮材料的屏蔽效能、屏蔽結(jié)構(gòu)的完整性和屏蔽的接地方式。
2.3 歐標(biāo)EN 301489-3中的具體測(cè)試項(xiàng)目
2.3.1 測(cè)試項(xiàng)目的分類與測(cè)試環(huán)境
EN 301489-3標(biāo)準(zhǔn)涵蓋了對(duì)設(shè)備進(jìn)行的多種EMC測(cè)試，這些測(cè)試可以分為兩大類：
輻射發(fā)射測(cè)試：測(cè)量設(shè)備通過(guò)空間發(fā)射的電磁波強(qiáng)度，通常在半電波暗室或全電波暗室中進(jìn)行。
傳導(dǎo)發(fā)射測(cè)試：測(cè)量設(shè)備通過(guò)電源線或信號(hào)線發(fā)射的電磁波強(qiáng)度，測(cè)試通常使用線束仿真網(wǎng)絡(luò)或人工電源網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行。
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1.61 什么叫做差分信號(hào)差分信號(hào)傳輸與單根信號(hào)傳輸的區(qū)別在哪？
答：差分傳輸是一種信號(hào)傳輸的技術(shù)，區(qū)別于傳統(tǒng)的一根信號(hào)線一根地線的做法，差分傳輸在這兩根線上都傳輸信號(hào)，這兩個(gè)信號(hào)的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸的信號(hào)就是差分信號(hào)。差分信號(hào)是用一個(gè)數(shù)值來(lái)表示兩個(gè)物理量之間的差異。差分信號(hào)又稱差模信號(hào)，是相對(duì)共模信號(hào)而言的。
我們用一個(gè)方法對(duì)差分信號(hào)做一下比喻，差分信號(hào)就好比是蹺蹺板上的兩個(gè)人，當(dāng)一個(gè)人被蹺上去的時(shí)候，另一個(gè)人被蹺下來(lái)了 - 但是他們的平均位置是不變的。繼續(xù)蹺蹺板的類推，正值可以表示左邊的人比右邊的人高，而負(fù)值表示右邊的人比左邊的人高。0 表示兩個(gè)人都是同一水平。圖1 用蹺蹺板表示的差分信號(hào) 應(yīng)用到電學(xué)上，這兩個(gè)蹺蹺板用一對(duì)標(biāo)識(shí)為V+和V-的導(dǎo)線來(lái)表示。
當(dāng)我們采用差分信號(hào)進(jìn)行傳輸的時(shí)候，增加了任何相關(guān)接口電路的復(fù)雜性，其好處有如下三個(gè)：
l 因?yàn)槟阍诳刂?#x27;基準(zhǔn)'電壓，所以能夠很容易地識(shí)別小信號(hào)。在一個(gè)地做基準(zhǔn)，單端信號(hào)方案的系統(tǒng)里，測(cè)量信號(hào)的精確值依賴系統(tǒng)內(nèi)'地'的一致性。信號(hào)源和信號(hào)接收器距離越遠(yuǎn)，他們局部地的電壓值之間有差異的可能性就越大。從差分信號(hào)恢復(fù)的信號(hào)值在很大程度上與'地'的精確值無(wú)關(guān)；
l 它對(duì)外部電磁干擾（EMI）是高度免疫的。一個(gè)干擾源幾乎相同程度地影響差分信號(hào)對(duì)的每一端。既然電壓差異決定信號(hào)值，這樣將忽視在兩個(gè)導(dǎo)體上出現(xiàn)的任何同樣干擾。除了對(duì)干擾不大靈敏外，差分信號(hào)比單端信號(hào)生成的 EMI 還要少；
l 在一個(gè)單電源系統(tǒng)，能夠從容精確地處理'雙極'信號(hào)。為了處理單端，單電源系統(tǒng)的雙極信號(hào)，我們必須在地和電源干線之間某任意電壓處（通常是中點(diǎn)）建立一個(gè)虛地。用高于虛地的電壓來(lái)表示正極信號(hào)，低于虛地的電壓來(lái)表示負(fù)極信號(hào)。接下來(lái)，必須把虛地正確地分布到整個(gè)系統(tǒng)里。
展開 談?wù)凜AN總線對(duì)線束設(shè)計(jì)的要求及內(nèi)在機(jī)理
電纜與接線
CAN總線采用差分信號(hào)傳輸，如果使用帶屏蔽雙絞線，屏蔽層應(yīng)單點(diǎn)接地。
圖9-11列出帶單屏蔽層的CAN電纜剖析與連接線示范。
圖9-1：電纜信號(hào)分配、接地和終端匹配
通常電纜截面積越小，其分布電容、分布電感和直流電阻越大。當(dāng)通訊距離較遠(yuǎn)時(shí)，電容、電感和直流電阻會(huì)引起信號(hào)衰減，波形失真和抖動(dòng)。
一般情況下，電纜供應(yīng)商會(huì)提供信號(hào)衰減圖表。圖9-2所示的曲線顯示了24-AWG電纜衰減和頻率的關(guān)系。
圖9-2：信號(hào)衰減
10. 差分信號(hào)電壓幅值
如圖10-1所示，兩條信號(hào)線CAN_H和CAN_L靜態(tài)時(shí)均為2.5V左右，此時(shí)狀態(tài)表示邏輯1，稱作隱性；CAN_H比CAN_L高表示邏輯0，稱為顯性，此時(shí)通常CAN_H電壓3.5V、CAN_L電壓1.5V。
圖10-1：CAN電平幅值
CAN標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，CAN總線上的差分電壓>0.9V才能被識(shí)別成顯性電平，<0.5V才能被識(shí)別成隱性電平，0.5~0.9之間的電平不能確定電平極性。如表10-1所示。
表10-1：差分電壓幅值與電平極性關(guān)系
在實(shí)際項(xiàng)目布線時(shí)，容易漏加或者多加終端匹配電阻。我們可以通過(guò)測(cè)量CAN差分電壓幅值來(lái)評(píng)估是否漏加或多加終端匹配電阻。如果不計(jì)導(dǎo)線電阻，終端電阻固定為120歐姆，單節(jié)點(diǎn)CAN總線差分電壓如表10-2所示。
表10-2：終端匹配電阻數(shù)目與差分電壓幅值關(guān)系
11. 電纜截面積與通訊距離
電纜截面積對(duì)通訊距離影響很大，特別是遠(yuǎn)距離通訊。遠(yuǎn)距離傳輸線上的分布電容、分布電感和直流參數(shù)會(huì)引起信號(hào)衰減。很多CAN通訊應(yīng)用都具有距離遠(yuǎn)、波特率低的特性。比如本公司的KTC161通訊控制系統(tǒng)使用10kpbs，傳輸距離要不小于3km。這種情況下，傳輸電纜的直流電阻對(duì)傳輸距離影響非常大，因?yàn)檫@個(gè)直流電阻會(huì)和終端匹配電阻分壓。
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