Differentielle Signalisierung ist eine Technik zur elektronischen Übertragung von Informationen unter Verwendung von zwei unterschiedlichen Signalen. Im Vergleich dazu verwendet Single-Ended-Signalisierung nur ein Signal. Die differentielle Signalisierung ist sowohl für die analoge Signalisierung als auch für die digitale Signalisierung wirksam. Einige Soundsysteme verwenden immer noch analoge Systeme, aber die meisten Kommunikationsprotokolle wie Ethernet, Universal Serial Bus (USB), RS-422 und RS-485 verwenden digitale Signalisierung.
Der Empfänger setzt das ursprüngliche Signal wieder zusammen, indem er die Spannungsdifferenz zwischen den beiden übertragenen Signalen liest. Diese Technik ermöglicht es dem Empfänger, die absolute Spannung der Signale zu ignorieren, die auf ihrem Weg zwischen Sender und Empfänger erheblich variieren kann. Daher ist die differentielle Signalisierung ein viel zuverlässigeres Verfahren zur elektronischen Übertragung von Informationen als die Single-Ended-Signalisierung.
Die differenzielle Signalisierung hat eine doppelt so hohe Rauschfestigkeit wie die Single-Ended-Signalisierung. Dies ist ein Vorteil bei elektronischen Niederspannungsgeräten wie Mobiltelefonen und tragbaren Telefonen. Diese Geräte tendieren weiterhin zu Netzteilen mit niedrigerer Spannung, um unerwünschte Strahlung zu reduzieren und Strom zu sparen.
Der hohe Logikpegel in einem Single-Ended-Digitalsystem ist die Versorgungsspannung (Vs). Der niedrige Logikpegel in diesem System ist die Massespannung oder 0 Volt (V). Die Differenz zwischen diesen beiden Spannungspegeln beträgt daher Vs – 0 V = Vs. Die Spannungen in einem Paar von Differenzsignalen haben die gleiche Größe, aber entgegengesetzte Polarität, sodass die Spannungen +Vs und –Vs sind. Dies bedeutet, dass die Spannungsdifferenz zwischen den beiden Signalen (+Vs) – (–Vs) = 2Vs beträgt, wodurch die Störfestigkeit des Signals verdoppelt wird.
Single-Ended-Signale wie RS-232 haben den Vorteil, dass sie nur einen Draht benötigen. Eine Spannung von mindestens 12 Volt zeigt ein Signal an und eine Spannung von weniger als drei Volt zeigt ein Fehlen des Signals an. Dies bietet eine gewisse Rauschimmunität für ein Single-Ended-Signal, da natürliche Elektrizitätsquellen selten drei Volt erzeugen.
Der Hauptnachteil eines Single-Ended-Signals besteht darin, dass es nicht mit hoher Geschwindigkeit funktionieren kann. Induktivität und Kapazität sind elektrische Effekte, die dazu neigen, hochfrequente Signale auszulöschen, wodurch die Geschwindigkeit eines Single-Ended-Signals begrenzt wird. Dieser Signaltyp erfordert auch höhere Spannungspegel, um eine hohe Fehlerrate bei der Übertragung zu vermeiden.
Computer verwenden im Allgemeinen differentielle Signalisierung, um die Auswirkungen elektromagnetischer Interferenzen zu minimieren. Diese Geräte verwenden Gleichstrom, der Störungen nicht abschirmen kann. Die Niederspannungs-Signalleitung und die Hochspannungs-Stromversorgungsleitung eines Computers teilen sich häufig dieselbe Masse. Dies kann dazu führen, dass die Stromleitung eine erhebliche Spannung in der Signalleitung induziert und Störungen verursacht.