讲差分线,信号的模态是一个绕不过去的论题。记住我在刚触摸SI的时分,曾被这些概念弄得伤透了脑筋。差分,共模,奇模,偶模……这些概念常常把人绕的很晕。可是为了了解差分信号的传输机制,这些根底概念又不得不了解清楚,弄清楚了,许多问题就会方便的解决,下面就让咱们一起来捋一捋这些简单混杂的概念。
首要让咱们来清晰一下共模信号的概念。共模信号是相关于差分信号来说的。看下面这张图。

图 1
差分信号和共模信号界说比照如下:

图1和公式现已描绘的很清楚了:在差分对中,差分信号被界说为两根单端信号的差值,共模信号指的是两根信号线上的平均值,暂时就这么了解吧。
那么,为啥要界说共模?个人了解:为了表现电压的跳变,人为规则了一个电压参阅规范。将信号分红共模电压和差分电压来研讨,能够看清问题的实质。请看如下信号,该信号是直流仍是沟通?

图 2
该信号既包括直流的成分也包括沟通的成分,能够将信号拆开来看,拆分后,信号成分就很清晰
图 3
对这种剖析办法有没有很熟悉的感觉?其实将信号从时域转换为频域运用的便是这种思维。频域中,咱们将数字信号了解为不同频率成分正弦波的叠加,这儿咱们又把信号拆分红直流和沟通。由此,咱们这样来描绘差分对上的单根信号:

如此一来,单端信号就被描绘成为共模信号与差分信号的叠加,共模电压一般是个稳定的值。单端信号也能够了解为以共模电压为根底,在共模电压的根底上上下摇摆。这样描绘关于解说差分信号的许多特性都有很大的协助,例如在描绘一个通道的时分,咱们常常会提到差分转共模。在抱负情况下,共模信号是坚持稳定不变的,假如共模信号呈现了动摇,就会呈现EMI辐射问题。详细原理在后期的文章中会专门的讲到。
这儿咱们引入了共模电压的概念,信任咱们对差分信号的知道更深刻了。那么,还常常听到他人提到奇模,偶模。这又是啥意思呢?模态,提到底仍是用来描绘差分对上的信号状况的。

图 4
如上图4所示,信号线1和2上的信号能够是同向的,也能够是反向的。信号的流向不同,对应的电磁场不同,如下图5:

图 5
两线上有相同的驱动电压为偶模;两线上有相反的驱动电压为奇模。奇模状况下,围绕在单根线周围的磁场被抵消了一部分,偶模状况导体周围的磁感线得到了加强。奇模和偶模状况,导致信号线周围的电磁场散布不一样,因而信号感受到的阻抗就会不一样,咱们知道差分阻抗一般情况下小于2倍的单端阻抗,这也是两根线彼此耦合的成果。