不仅仅是CAN总线,RS485、RS422、USB、Ethernet等总线,都是使用差分信号。
差分信号的总体优势:
抗干扰性强:共模噪声被有效抵消。
可靠性高:长距离传输中信号完整性优异。
节能高效:低电压传输降低功耗。
这些总线技术之所以能成功应用于各种领域,都得益于差分信号的强大特性。
差分信号是一种在两根导线上传输电信号的方式,分别为CAN_H(CAN高线)和CAN_L(CAN低线)。
这两根线携带幅值相等、极性相反的电信号。接收端通过对两根线的电压差Vdiff=VCAN_H−VCAN_L进行解码,而不直接依赖于绝对电压值。
这种设计的核心优势在于,对于两根导线上的共模噪声(例如电磁干扰),其影响是相同的,电压差依然能够保持不变,从而实现对干扰的有效抵消。
接收端只关心Vdiff。当两根导线同时受到共模干扰时:
计算得到差分电压:
可以看到,干扰信号Vnoise被完全抵消,信号完整性得以保持。