差動

(differential)
電気信号の伝送方式には大きくシングルエンドと差動(ディファレンシャル)がある。信号線が1本で、グランドとの電位差によって信号を伝送しているのがシングルエンド(single-ended signalling、最後まで1本で伝送する方式)。2本の信号線を使い、1本にはプラスの信号を、もう1本にはマイナスの信号を送り、差分で1か0を表現するのが「差動」。2本の信号線はどちらも接地されない(信号がグランドレベルに左右されない)ため、シングルエンドに比べてノイズに強く、長距離、高速通信に向いている。具体的にはシリアル通信のRS-422、RS-485などの規格がある。技術の進歩によって従来より低い電圧で伝送が可能になり、LVDS(Low Voltage Differential Signaling)のような省エネの低電圧差動伝送が普及した。

オシロスコープのプローブも大変良く「差動」という用語を使っているが、有線通信の分野では平衡とも呼ばれる(1本には伝送したい信号を、もう1本にはその信号の逆位相信号を送ると、信号が平衡関係にあるため)。1本の信号線は平衡していないので不平衡(unbalance)と呼ばれる(つまりシングルエンド=不平衡)。差動(differential)=平衡(balance)で、両方は全く同じことを違う表現をしている。「(2本の)差動(差分で送る)」と「シングル(1本で)エンド(最後まで伝送)」という表現が差動とシングルエンドの語源である。見方を変えると「(2本の線が)平衡(している)」、「(1本なので平衡していない、つまり)不平衡」という表現になる。

平衡/不平衡はまだわかりやすいが、差動/シングルエンドはもっと違う表現が無かったのだろうか(元の英語に原因があり、日本語への翻訳が問題ではない)。原理を正確に理解していないとこの2語が対になっていることは全く想像できない。オシロスコープメーカの資料には(何の前置きや注釈も無く)「シングルエンド」や「差動」という単語が出てくる(そんな単語は知っていて当然というか、知っていることを前提に説明が進む)。たとえば「1本伝送」、「2本伝送」(または1本通信、2本信号など)という言い方で、有線通信もオシロスコープも統一してくれたら、計測入門者(初心者)にはどれだけわかりやすいことか。計測は知識のある人でないと理解が難しい、同じ知識を共有している人たちのニッチな村社会である(逆に言うと、限られた人たちのツウな世界)。