1．用加/减函数进行差分和共模测试

差分信号是非常普遍的一种信号传输形式，为了提高信号在高速率、长距离情况下传输的可靠性，大部分高速的数字串行总线都会采用差分信号进行信号传输。差分信号是用一对反相的差分线进行信号传输，发送端采用差分的发送器，接收端相应采用差分的接收器。采用差分传输方式后，由于差分线对中正负信号的走线是紧密耦合在一起的，外界噪声对于两根信号线的影响是一样的。而在接收端，由于其接收器是把正负信号相减的结果作为逻辑判决的依据，因此即使信号线上有严重的共模噪声或者地电平波动，对于最后的逻辑电平判决影响也很小。相对于单端传输方式，差分传输方式的抗干扰、抗共模噪声能力大大提高。

对差分信号进行测试，一种方法是使用差分探头直接点在被测信号的正端和负端，差分探头内部的差分放大器实现信号的相减；另一种方法是用两个单独的示波器通道分别测量正端和负端的信号，然后在示波器中进行相减。

如图8.2所示，用通道1和通道3分别对差分信号的正端和负端信号进行测试，然后利用示波器中的数学函数功能对两个通道的波形进行相减。

图8.2 波形相减函数

图8.3是数学函数对波形相减结果的显示。图中上半部分分别是正端和负端的信号波形（通道1和通道3），每路信号的幅度约为300mV；而图中下半部分是相减后的信号波形（函数f1），可以看到由于正负信号相减后的互相增强，差分后信号的幅度约为600mV。除了提高接收端有效的信号幅度外，差分相减还可以抵消一部分共模的信号干扰。

图8.3 相减后的信号波形

除了做差分信号的相减，还可以利用数学函数对两路信号做相加运算以得到差分信号的共模噪声。差分信号的正端波形和负端波形应该是反相的，理想情况下两个波形相加的结果应该为零，也就是对外界的共模干扰是很小的。但是如果正端和负端的波形不对称或者有时延，则波形相加后的结果不能完全抵消，会对附近信号产生较大的干扰。因此，共模噪声的测试也是差分信号测试的一个关键项目。为了测试两路信号间的共模噪声，可以利用数学函数的相加功能（见图8.4上图）。

图8.4 波形相加函数及相加后波形

图8.4下图是一对差分信号正端、负端信号波形（通道1、通道3），以及相加以后的共模信号的波形（函数f1的波形）。可以看到，由于正端、负端两路信号间有一定的时延差，造成在信号跳变时刻附近产生比较大的共模噪声。

当然，由于真正的共模噪声=（正端信号+负端信号）/2，如果要做定量测试，仅仅对两个波形相加是不够的，还需要对这个共模信号再进行除以2的数学函数运算，以得到真正的共模信号。所以可以利用第2个数学函数f2对f1运算的结果再除以一个恒定的常数2，这就是进行数学函数的嵌套操作（见图8.5）。

对两路信号进行差分或者共模计算可以借助于相应的数学函数，在示波器中通过CPU的软件进行后处理运算。除此以外，有些型号的示波器还支持通过硬件运算电路直接对通道的波形做差分或者共模运算，可以简化操作设置以及提高波形运算的速度。

图8.5 数学函数的嵌套