差動シグナリング - 定義

差動伝送（ ）とは、電気信号を伝送する手法の一つであり、情報を共通の接地や基準点に対する相対値としてではなく、2本の導線間の電位差として伝送するものです。この技術により、電磁干渉に対する耐性が大幅に向上し、より長い距離にわたって、より高い信号品質でデータを伝送することが可能になります。これは、デジタルおよびアナログ伝送システム、特に高い信頼性と精度が求められる場面で広く利用されています。

差動回路では、2本の信号線が同じ情報を伝送しますが、極性は逆になります。つまり、一方の線がハイ状態になると、もう一方の線はロー状態になり、その逆も同様です。受信機は、両方のケーブルで同時に発生しうる共通の干渉を無視し、これらのライン間の電圧差を読み取ります。これによりコモンモードノイズを除去することが可能となり、この方式は外部環境に対して極めて高い耐性を発揮します。

差動信号伝送は、高速かつ安定したデータ伝送が重要な RS-485、CAN、、USB 、、HDMI 、LVDS などの通信規格で使用されています。これにより、電磁放射を低減することが可能となり、のEMC規格に準拠した回路設計において重要です。デジタルおよび産業用電子機器において、この方式により、干渉、大きな接地電位差、あるいは長いケーブルが存在する場合でも、シグナルインテグリティを維持することができます。

設計の観点からは、差動信号伝送には、適切な差動コントローラーおよびレシーバの使用に加え、ケーブルペアの正しい配線（対称性を維持し、干渉ループを最小限に抑えること）が必要であり、これは伝送パラメータの安定性に影響を与えます。

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