在電子信號傳輸領域，單端信號和差分信號是兩種常見的信號類型。了解它們的特點、區(qū)別以及優(yōu)缺點，對于電子工程師進行電路設計和信號處理至關重要。
　　單端信號
　　單端信號是相對于差分信號而言的。單端輸入指信號由一個參考端和一個信號端構(gòu)成，參考端一般為地端。這種信號傳輸方式較為簡單，在早期的電子電路中應用廣泛。例如，一些簡單的傳感器輸出信號常采用單端信號形式，通過一根信號線將信號傳輸?shù)胶罄m(xù)的處理電路，以地作為參考電位。
　　差分信號
　　差分傳輸是一種先進的信號傳輸技術(shù)。與傳統(tǒng)的單端信號（一根信號線加一根地線）不同，差分傳輸在兩根線上都傳輸信號，這兩個信號的振幅相等，相位相反。在這兩根線上傳輸?shù)男盘柧褪遣罘中盘?。差分信號在高速?shù)據(jù)傳輸、高精度測量等領域有著廣泛的應用，如計算機內(nèi)部的高速總線、高速通信接口等。
　　差分與單端信號比較
　　差分信號與單端信號走線的做法相比，各有其優(yōu)缺點。
　　優(yōu)點
　　抗干擾能力強：干擾噪聲一般會等值、同時地被加載到兩根信號線上，而差分信號是取兩根信號線上信號的差值，其差值為 0，即噪聲對信號的邏輯意義不產(chǎn)生影響。例如，在復雜的電磁環(huán)境中，外界干擾可能會同時影響差分信號的兩根線，但由于它們的差值不變，信號的有效信息得以保留。
　　能有效抑制電磁干擾（EMI）：由于兩根線靠得很近且信號幅值相等，這兩根線與地線之間的耦合電磁場的幅值也相等，同時它們的信號極性相反，其電磁場將相互抵消。因此，差分信號對外界的電磁干擾也小。在一些對電磁兼容性要求較高的場合，如醫(yī)療電子設備、航空航天電子系統(tǒng)等，差分信號的應用可以有效減少電磁干擾對其他設備的影響。
　　時序定位準確：差分信號的接受端是以兩根線上的信號幅值之差發(fā)生正負跳變的點，作為判斷邏輯 0/1 跳變的點。而普通單端信號以閾值電壓作為信號邏輯 0/1 的跳變點，受閾值電壓與信號幅值電壓之比的影響較大，不適合低幅度的信號。在高速數(shù)字電路中，準確的時序定位對于數(shù)據(jù)的正確傳輸和處理至關重要，差分信號的這一優(yōu)點使其在高速通信領域得到了廣泛應用。
　　缺點
　　若電路板的面積非常緊張，單端信號可以只有一根信號線，地線走地平面，而差分信號一定要走兩根等長、等寬、緊密靠近、且在同一層面的線。這樣的情況常常發(fā)生在芯片的管腳間距很小，以至于只能穿過一根走線的情況下。在一些小型化的電子產(chǎn)品設計中，如手機、智能手表等，電路板空間有限，單端信號的布線方式可能更為合適。
　　注意事項
　　由于差分比單端有不少好處，在模擬信號傳輸中很多人愿意使用差分信號。比如橋式應變片式力傳感器，其輸出信號滿量程時有的也只有 2mV，如果使用單端信號傳輸，那么這個信號只要電源的紋波就能把它淹沒。所以實際上，都是用儀表運放進行放大后，再進行處理。而儀表運放正是處理差分信號有力的工具之一。
　　但是，使用差分信號時，一定要注意一個問題，即共模電壓范圍。也就是說，這兩根線上的電壓，相對于系統(tǒng)的地，還是不能太大。你傳輸 0.1V 的信號沒問題，但是如果一根是 1000.0V，另外一根是 1000.1V，那就會出現(xiàn)問題。在很多場合下使用差分信號都是為了不讓兩個系統(tǒng)的地簡單地共在一起，更不能把差分信號中的一根直接接在本地系統(tǒng)的地上，否則就又變成單端信號了。
　　那么如何抑制共模電壓呢？其實也挺簡單的，將兩根線都通過一個足夠大的電阻，連接到系統(tǒng)的地上。這就像一根拴在風箏上的線，在地上跑跑跳跳，不會影響風箏的高度，但永遠逃不出視線，而在電子行業(yè)，這個 “視線” 叫共模電壓范圍。