差動入力・とは？初心者が押さえる基本と身近な応用例共起語・同意語・対義語も併せて解説！

この記事を書いた人

高岡智則

年齢：33歳性別：男性職業：Webディレクター（兼ライティング・SNS運用担当）居住地：東京都杉並区・永福町の1LDKマンション出身地：神奈川県川崎市身長：176cm 体系：細身〜普通（最近ちょっとお腹が気になる）血液型：A型誕生日：1992年11月20日最終学歴：明治大学・情報コミュニケーション学部卒通勤：京王井の頭線で渋谷まで（通勤20分）家族構成：一人暮らし、実家には両親と2歳下の妹恋愛事情：独身。彼女は2年いない（本人は「忙しいだけ」と言い張る）

差動入力とは

差動入力とは二つの入力線を使い、同じ信号の差だけを取り出す入力方式です。つまり+入力と-入力の差を増幅したり検出したりします。ここでは初心者向けにわかりやすく解説します。

なぜ差動入力が必要なのか

外部環境からのノイズが両方の線に同時に乗る「共通モードノイズ」が発生します。差動入力はこの共通モードノイズを打ち消してしまう性質があり、ノイズ耐性が高いです。例えば長い配線でデータを伝える場合に重要です。

仕組みのイメージ

差動入力は2つの信号を受け取り、それらの差が出力になります。差分アンプやオペアンプがその差を増幅します。

実世界の例と用途

センサーの信号、例えば力センサ・圧力センサ、温度センサ、ストレインゲージなどは微小な信号を扱います。差動入力を使うと微弱信号をノイズから守りつつ正確に読み取れます。測定機器、データ収集システム、医療機器などで広く使われています。

差動入力と単一端子入力の比較

項目	差動入力	単一端子入力
ノイズ耐性	高い共通モードノイズを抑える	ノイズに弱い
信号の取り扱い	差分のみを増幅	基準電位に対して増幅
用途	長距離伝送・敏感測定	単純な測定・低ノイズ環境

CMRRについて

CMRRは差動入力が共通ノイズをどれだけ抑えられるかを示す指標です。数値が大きいほど良いと考えてください。機器によっては50dB以上、100dB以上のものもあります。

結論とポイント

差動入力とは環境ノイズを抑えつつ微小信号を正確に測る仕組みです。測定機器を選ぶときは差動入力が使われているか、共通モードノイズ耐性がどのくらいかを確認しましょう。

差動入力の同意語

差動入力: 2本の信号線を使い、+と-の信号差を取り込む入力形式。ノイズを打ち消して信号品質を高めるのが特徴です。
差分入力: 差動入力の別名。2本のラインの差を使って信号を入力する方式で、ノイズ耐性が高いです。
差動信号入力: 差動信号（+と-の差分）を入力する形式。ノイズの影響を抑える目的で用いられます。
差動入力端子: 差動入力に対応した端子。+と-の2本線で入力を受けます。
差動端子入力: 差動入力用の端子を使う入力形式の表現。+と-の差で信号を取り込みます。
バランス入力: ノイズを低減するため、+と-の対称信号を用いる入力形式。オーディオ機器や測定機器でよく使われます。
平衡入力: バランス入力の別表現。+と-の差を利用して信号を伝送する入力方式です。

差動入力の対義語・反対語

単端入力: 差動入力の対義語としてよく使われる用語。1本の信号線と基準地（地）を用いて入力を行います。差動入力は2本の信号線の差を取って情報を得ますが、単端入力は1点の信号を基準地と比較して値を得る方式です。ノイズに弱く、グラウンドループの影響を受けやすい点がデメリットです。
シングルエンド入力: 英語表記のSingle-endedに相当。1本の信号線を基準地に対して測定する入力方式。差動入力の対になる概念として広く使われます。
非差動入力: 差動でない入力。2点間の差を取らず、単一の信号を基準電位と比較して処理します。
ノンディファレンシャル入力: 差動ではない入力。差動入力の代替として使われることがあり、同様にノイズ耐性は低めになりがちです。
単極入力: 単一の極性の信号を基準地に対して入力する方式。差動入力よりもノイズ耐性が劣ることが多いです。
絶対入力: 入力を地絡や基準点に対して絶対的に測る方式。差動入力は2点間の差を取る設計ですが、絶対入力は1点の値を基準とします。
基準入力: 基準電位（グラウンド）を基準として入力を扱う方式。差動入力と対になる話題として挙げられることがあります。
共通モード入力: 厳密には差動入力の対義語とは言えませんが、共通モード成分を扱う入力のこと。差動入力とセットで比較されることが多い概念です。