A/D差分输入信号

　　细心的同学在阅读PCF8591手册的时候，会发现控制字的第4位和第5位是用于控制PCF8591的模拟输入引脚是单端输入还是差分输入。差分输入是模拟电路常用的一个技巧，这里我们简单介绍一些相关内容。

　　从严格意义上来讲，所有的信号都是差分信号，因为所有的电压只能是相对于另外一个电压而言。但是大多数系统，我们都是把系统的GND作为基准点。而对于A/D来说的差分输入，通常情况下是除了GND以外，另外两路幅度相同，极性相反的差分输入信号，其实理解起来很简单，就如同我们的跷跷板一样。如图1所示。

图1 差分输入原理

　　差分输入的话，就不是单个输入，而是由2个输入端构成的一组差分输入。我们的PCF8591一共是4个模拟输入端，可以配置成4种模式，最典型的是4个输入端构造成的两路差分模式，如图2所示。

图2 PCF8591差分输入模式

　　当控制字的第4位和第5位都是1的时候，那么4路模拟被配置成2路差分模式输入channel 0和channel 1。我们以channel 0为例，其中AIN0是正向输入端，AIN1是反向输入端，他们之间的信号输入是幅度相同，极性相反的信号，通过减法器后，得到的是两个输入通道的差值，如图3所示。

图3 差分输入信号

　　通常情况下，差分输入的中线是基准电压的一半，我们的基准电压是2.5V，假如1.25V作为中线，V+是AIN0的输入波形，V-是AIN1的输入波形，Signal Value就是经过减法器后的波形。很多A/D都采用差分的方式输入，因为差分输入方式比单端输入来说，有很强的抗干扰能力。

　　1、单端输入信号时，如果一线上发生干扰变化，比如幅度增大5mv，GND不变，测到的数据会有偏差；而差分信号输入时，当外界存在干扰信号时，几乎同时被耦合到两条线上，幅度增大5mv会同时增大5mv，而接收端关心的只是两个信号的差值，所以外界的这种共模噪声可以被完全抵消掉。

　　2、由于两根信号的极性相反，他们对外辐射的电磁场可以相互抵消，有效的抑制释放到外界的电磁能量。

　　在我们的KST-51开发板上，我们没有做差分信号输入的实验环境，由于这个内容在A/D部分比较重要，所以大家还是要学习一下的。