差分信号有别于单端信号一根信号线传输信号然后参考GND作为高(H)、低(L)逻辑电平的参考并作为镜像流量路径的做法，差分传输在两根传输线上都传输信号，这两个信号的振幅相等，相位相差180度，极性相反，互为耦合。

差分信号的优点

差分信号的第一个好处是，因为你在控制「基准」电压，所以能够很容易地识别小信号。在一个参考地做「0 V」基准的单端信号传输系统里，测量信号的精确值依赖系统内「0 V」的一致性。信号源和信号接收器距离越远，他们局部地的电压值之间有差异的可能性就越大。从差分信号恢复的信号值在很大程度上与「地」的精确值无关，而在某一范围内便可。

差分信号的第二个主要好处是，它对外部电磁干扰(EMI)是高度免疫的。一个干扰源几乎相同程度地影响差分信号对的每一端。既然电压差异决定信号值，这样将忽视在两个导体上出现的任何同样干扰。除了对干扰不大灵敏外，差分信号比单端信号生成的EMI还要少。

差分信号提供的第三个好处是，在一个单电源系统，能够从容精确地处理「双极信号」。为了处理单端，单电源系统的双极信号，我们必须在地和电源干线之间某任意电压处(通常是中点)建立一个虚地。用高于虚地的电压来表示正极信号，低于虚地的电压来表示负极信号。接下来，必须把虚地正确地分布到整个系统里。而对于差分信号，不需要这样一个虚地，这就使我们处理和传播双极信号有一个高真度，而无须依赖虚地的稳定性。

随着集成电路的发展和对更高数据速率的要求，低压供电成为急需。降低供电电压不仅减少了高密度集成电路的功率消耗，而且减少了芯片内部的散热，有助于提高集成度。减少供电电压和逻辑电压摆幅的一个极好例子是低压差分信号(Low Voltage Differential Signaling LVDS)。

低电压差分信号(LVDS)是一种高速点到点应用通信标准。多点LVDS (M-LVDS)则是一种面向多点应用的类似标准。LVDS和M-LVDS均使用差分信号，通过这种双线式通信方法，接收器将根据两个互补电信号之间的电压差检测数据。这样能够极大地改善噪声抗扰度，并将噪声辐射降至最低。

LVDS是一种用于替代发射极耦合逻辑(ECL)或正发射极耦合逻辑(PECL)的低功 耗逻辑 。LVDS的主要标准是TIA/EIA-644。有时也会对LVDS使用另一种标准，即IEEE 1596.3—SCI(可扩展一致性接口)。LVDS广泛用于高速背板、电缆和板到板数据传输与时钟分配，以及单个PCB内的通信链路。

LVDS的优势包括

通信速度高达1 Gbps或以上

电磁辐射更低

抗扰度更高

低功耗工作

共模范围允许高达±1的接地失调差额

M-LVDS

面向多点低电压差分信号(M-LVDS)的标准TIA/EIA-899将LVDS延伸到用于解决多点应用中的问题。相对于TIA/EIA-485 (RS-485)或控制器局域网(CAN)，M-LVDS能够以更低的功耗实现更高速度的通信链路。

M-LVDS相对于LVDS的额外特性包括

驱动器输出强度更高

跃迁时间可控

共模范围更广

面向总线空闲条件提供故障安全接收器选项

为什么使用LVDS或M-LVDS?

图1中将LVDS和M-LVDS与其他多点和点到点协议进行了比较。两种标准都有低功耗要求。LVDS和M-LVDS的特征是在差分电压摆幅较低的情况下实现差分信号。相对于LVDS，M-LVDS指定了更高的差分输出电压，以便允许来自多点总线的更高负载。

两种协议都是面向高速通信设计的。典型应用环境下会采用PCB走线或较短的有线/背板链路。LVDS的共模范围就是针对这些应用而设计。相对于LVDS，M-LVDS扩展了其共模范围，允许多点拓扑结构中具有额外噪声。

LVDS/M-LVDS应用考虑

总线类型和拓扑结构

时钟分配应用

LVDS/M-LVDS信号的特性

端接和PCB布局

抖动和偏斜

数据编码和同步

隔离