Truyền tín hiệu rất phổ biến trong cuộc sống hàng ngày của chúng ta, chẳng hạn như trong điện thoại di động, tivi và internet.
Truyền tín hiệu đơn cực là một loại truyền tín hiệu mà chúng ta sử dụng hầu hết thời gian.
Tín hiệu đơn cực đề cập đến tín hiệu được truyền chỉ bằng một đường tín hiệu. Nó gửi tín hiệu thông qua một dây dẫn duy nhất và thường được sử dụng nhất trong các tín hiệu âm thanh và video đơn cực—ví dụ, tai nghe là thiết bị nhận tín hiệu đơn cực. Trong tín hiệu đơn cực, tín hiệu được mã hóa và truyền bằng điện áp hoặc dòng điện liên quan đến mức tham chiếu hoặc mặt đất. Ví dụ, điện áp cao hơn mức mặt đất có thể biểu thị logic "1", trong khi điện áp thấp hơn mức mặt đất có thể biểu thị logic "0". Đây là truyền tín hiệu đơn cực: đơn giản, nhưng dễ bị nhiễu.
Giả sử bạn đang thực hiện cuộc gọi trong môi trường ồn ào. Tiếng ồn xung quanh sẽ can thiệp vào cuộc gọi của bạn, khiến người khác khó nghe bạn rõ ràng. Điều này tương tự như cách truyền tín hiệu đơn cực dễ bị nhiễu, ngoại trừ việc nhiễu trong truyền tín hiệu là nhiễu điện từ (EMI). Làm thế nào để giải quyết vấn đề này? Câu trả lời là sử dụng truyền tín hiệu vi sai.
Tín hiệu vi sai là một công nghệ truyền tín hiệu được đặc trưng bởi việc truyền hai tín hiệu đồng thời trên hai dây. Hai tín hiệu này có cùng biên độ nhưng ngược pha—và chúng là các tín hiệu vi sai. Vậy, lợi ích của phương pháp này là gì? Vui lòng tham khảo sơ đồ bên dưới:
Khả năng chống nhiễu mạnh: Tiếng ồn nhiễu thường được áp dụng bằng nhau và đồng thời cho hai dây tín hiệu vi sai, nhưng bộ thu chỉ quan tâm đến sự khác biệt tín hiệu giữa hai dây này. Do đó, tiếng ồn không có tác động đến ý nghĩa logic của tín hiệu, đạt được khả năng khử tiếng ồn hoàn toàn.
Ứng dụng thực tế: Trong truyền dữ liệu tốc độ cao, tín hiệu vi sai có thể giảm hiệu quả sự biến dạng tín hiệu do nhiễu điện từ bên ngoài, đảm bảo độ chính xác và tính toàn vẹn của dữ liệu.
Ngăn chặn hiệu quả nhiễu điện từ (EMI): Vì hai dây tín hiệu vi sai được đặt gần nhau và có cùng biên độ tín hiệu, các trường điện từ ghép nối giữa mỗi dây và mặt đất cũng có cùng biên độ. Đồng thời, cực tính tín hiệu của chúng ngược nhau, do đó các trường điện từ của chúng triệt tiêu lẫn nhau. Do đó, tín hiệu vi sai gây ra ít nhiễu điện từ hơn cho thế giới bên ngoài.
Ứng dụng thực tế: Tín hiệu vi sai được sử dụng rộng rãi trong các hệ thống truyền thông và xử lý tín hiệu, đặc biệt trong các tình huống cần giảm bức xạ điện từ và nhiễu—chẳng hạn như trong lĩnh vực điện tử ô tô và hàng không vũ trụ.
Định vị thời gian chính xác: Bộ thu tín hiệu vi sai đánh giá quá trình chuyển đổi logic 0/1 dựa trên điểm mà sự khác biệt biên độ giữa hai dây thay đổi từ dương sang âm (hoặc ngược lại). Phương pháp này chính xác hơn các tín hiệu đơn cực (dựa vào đánh giá điện áp ngưỡng), vì nó ít bị ảnh hưởng bởi tỷ lệ điện áp ngưỡng so với điện áp biên độ tín hiệu. Do đó, nó phù hợp hơn với các tín hiệu biên độ thấp.
Ứng dụng thực tế: Trong truyền dữ liệu tốc độ cao và đo lường chính xác, việc định vị thời gian chính xác của tín hiệu vi sai đảm bảo đồng bộ hóa dữ liệu và xử lý chính xác, cải thiện hiệu suất và độ ổn định của hệ thống.
Tín hiệu vi sai được sử dụng rộng rãi trong các tình huống khác nhau yêu cầu truyền tín hiệu chất lượng cao và khả năng chống nhiễu. Sau đây là một số lĩnh vực ứng dụng chính:
Đây là những lĩnh vực ứng dụng chính của tín hiệu vi sai, nhưng chúng không giới hạn ở những lĩnh vực này. Tín hiệu vi sai có thể được sử dụng trong bất kỳ tình huống nào yêu cầu truyền tín hiệu chất lượng cao và khả năng chống nhiễu.
Tóm lại, tín hiệu vi sai là một phương pháp truyền tín hiệu hiệu quả cao. Nó có khả năng chống nhiễu mạnh, có thể ngăn chặn hiệu quả nhiễu điện từ và cung cấp định vị thời gian chính xác. Mặc dù nó có những hạn chế nhất định trong việc đi dây, nhưng điều này không ảnh hưởng đến việc ứng dụng rộng rãi của nó trong nhiều lĩnh vực.