单端信号(Single-Ended Signal) 和差分信号(Differential Signal) 是两种最基础的信号传输方式。它们的核心区别在于信号是如何通过参考点来定义电压的。
单端信号是最传统的信号传输方式。它只用一根导线来传输信号,而信号的电压值是相对于系统的公共地(GND)来衡量的。
两种信号传输方式的底层逻辑是绝对与相对的逻辑:
单端是绝对:是一个大家都信的 0V,叫地。信号电压相对它来定义:3.3V是 1,0V 是 0。整个系统,靠这一个绝对的参考点。
差分是相对:它不信地。它只信两根线之间的关系——一根比另一根高多少。至于地本身变成了多少伏,它完全不在乎。
差分干是让噪声同时打到两根线上,然后相减,减没了。
讲到这里,可能会觉得差分高级、单端落后。但差分是有代价的,它要多花一倍的成本:双倍的引脚、双倍的走线、双倍的功耗。
如果两根线离得远,或者长短不一,噪声打到它们身上的量和时间就不一样。一旦相减,就会留下减不干净的残渣。
因此,高速差分走线才死命要求紧密、对称、等长。是为了确保噪声真的一视同仁地打在两根线上。