La segnalazione differenziale è una tecnica per trasmettere elettronicamente informazioni utilizzando due segnali diversi. In confronto, la segnalazione a terminazione singola utilizza un solo segnale. La segnalazione differenziale è efficace sia per la segnalazione analogica che per quella digitale. Alcuni sistemi audio utilizzano ancora sistemi analogici, ma la maggior parte dei protocolli di comunicazione, come Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 e RS-485, utilizzano segnali digitali.
Il ricevitore ricompone il segnale originale leggendo la differenza di tensione tra i due segnali trasmessi. Questa tecnica consente al ricevitore di ignorare la tensione assoluta dei segnali, che può variare notevolmente mentre viaggiano tra trasmettitore e ricevitore. Pertanto, la segnalazione differenziale è un metodo molto più affidabile di trasmissione elettronica delle informazioni rispetto alla segnalazione a terminazione singola.
La segnalazione differenziale ha una resistenza al rumore doppia rispetto alla segnalazione a terminazione singola. Questo è un vantaggio con dispositivi elettronici a bassa tensione come telefoni cellulari e portatili. Questi dispositivi continuano a orientarsi verso alimentatori a tensione più bassa per ridurre le radiazioni indesiderate e risparmiare energia.
Il livello logico alto in un sistema digitale single-ended è la tensione di alimentazione (Vs). Il livello logico basso in questo sistema è la tensione di terra, o 0 volt (V). La differenza tra questi due livelli di tensione è quindi Vs – 0 V = Vs. Le tensioni in una coppia di segnali differenziali hanno la stessa grandezza ma polarità opposta, quindi le tensioni sono +Vs e –Vs. Ciò significa che la differenza di tensione tra i due segnali è (+Vs) – (–Vs) = 2Vs, raddoppiando così l’immunità al rumore del segnale.
I segnali single-ended come RS-232 hanno il vantaggio di richiedere un solo filo. Una tensione di almeno 12 volt indica un segnale e una tensione inferiore a tre volt indica una mancanza di segnale. Ciò fornisce una certa immunità al rumore per un segnale single-ended perché le fonti naturali di elettricità raramente producono tre volt.
Lo svantaggio principale di un segnale single-ended è che non può funzionare ad alta velocità. L’induttanza e la capacità sono effetti elettrici che tendono a cancellare i segnali ad alta frequenza, limitando così la velocità di un segnale single-ended. Questo tipo di segnale richiede anche livelli di tensione più elevati per evitare un elevato tasso di errore durante la trasmissione.
I computer generalmente utilizzano segnali differenziali per ridurre al minimo gli effetti delle interferenze elettromagnetiche. Questi dispositivi utilizzano la corrente continua, che non può escludere le interferenze. La linea di segnale a bassa tensione di un computer e la linea di alimentazione ad alta tensione spesso condividono la stessa massa. Ciò può far sì che la linea di alimentazione induca una tensione significativa nella linea del segnale, causando interferenze.