차동 신호 전송(Differential Signal Transmission) — 동일한 신호를 두 선에 반전시켜 전송하고, 수신 측에서 두 선의 전압 차로 정보를 복원하는 방식. 자동차용 이선 버스의 표준적 전송 방법이다.
단일선 방식의 한계
EMC 제약으로 자동차 환경에서 전압 스윙은 1~2V 수준으로 낮아져야 한다. 이 때문에 단일선 버스에서는 작은 외란(disturbance)만으로도 신호가 손상되어 판독 불가 상태가 될 수 있다.
차동 신호의 원리
- 두 선(Wire 1, Wire 2)에 서로 반전된 신호를 전송.
- 수신 측에서 절대 전압이 아니라 두 선 사이 차동 전압()을 측정.
- ΔV_normal(정상 상태) vs ΔV_impaired (외란 영향 상태).
- 외란이 두 선에 대칭적으로(symmetrical) 가해지면 두 전압의 뺄셈에서 소거됨 → 노이즈 내성 확보.
전송 방식별 전압 스윙
| 버스 | 전압 스윙 |
|---|---|
| CAN High Speed | 1V |
| CAN Low Speed | 2.5V |
| FlexRay | 2V |
꼬임쌍선 (Twisted Pair)
EMC를 한 단계 더 개선하기 위해 두 선을 꼬아서(twisted) 배선한다.
- 외란이 두 선에 대해 회전 대칭적(rotation-symmetric) 효과를 갖도록 보장.
- 결과적으로 차동 수신에서 외란이 효과적으로 상쇄됨.
Sample Point
비트 구간 내에서 수신 측이 값을 판정하는 시점은 샘플 포인트(Sample Point). 시점 선택은 동기화와 연관됨.