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差動信号伝送とは?

さどうしんごうでんそう

差動信号伝送とは、同じ信号の正相と逆相を1対の配線で同時に送ることで、外来ノイズに強い高品質な信号伝達を実現する電気信号の伝送方式です。

差動信号伝送(さどうしんごうでんそう、Differential Signaling)とは、伝送したい信号を正相(+)と逆相(−)の2本1組の配線(差動ペア)で送り出し、受信側でその電圧差を取り出すことで信号を復元する伝送方式です。

通常のシングルエンド伝送では1本の信号線とグランド線で信号を送りますが、電磁ノイズが信号線に乗ると誤動作の原因になります。差動信号伝送では、ノイズが外部から侵入した場合、正相・逆相の両方の線に同じノイズが重畳されます。受信側で差分をとることで、両線に共通して乗ったノイズ(コモンモードノイズ)を相殺・除去することができます。これをコモンモード除去と呼びます。

差動信号伝送のメリットをまとめると以下のとおりです。

  • 電磁ノイズ(EMI)への耐性が高い
  • 信号の振幅を小さくできるため高速・低消費電力化が可能
  • 放射電磁波(EMC)を低減できる
  • 長距離伝送でも信号品質を維持しやすい

代表的な規格・応用例としては、USB、HDMI、Ethernet、RS-485、LVDS(低電圧差動信号)などがあり、産業機器・コンピューター・通信機器など幅広い分野で使用されています。

使い方・例文

パソコンとモニターをHDMIケーブルで接続して高解像度映像を安定して伝送できるのは、HDMIが差動信号伝送方式を採用しているためです。

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