¿Cuál es la ventaja práctica de utilizar apesar de salidas de señal duplicada lo que importa es equilibrar los cables?

Question

Algunos dispositivos de salida salidas diferenciales ya que ambos cables que llevan señales variables que son a la inversa. La mayoría de los dispositivos en el otro lado de salida de una señal y la realización de una GND cable. También hay diferencial de terminal de cableado y una sola terminal de cableado. Mi pregunta será sobre "externo" tipo de interferencia de ruido(EMI o RFI o tal vez acoplamiento capacitivo) que vulnerasen los dos cables.

Después de leer un poco, si no estoy equivocado llegué a entender el hecho de que lo que realmente queremos es "el mismo ruido debe aparecer en cada línea", independientemente de que es un diferencial o de una sola terminación de cableado. Y el ruido debe ser común(modo) para que el amplificador diferencial puede cancelarla.

Como tengo entendido, hay dos maneras principales de hacer el ruido común. Uno de ellos es el trenzado de emparejamiento. La idea aquí es que los cables están muy cerca uno del otro porque son retorcidos y el mismo campo magnético o campo eléctrico golpea a ambos alambres. El segundo método para hacer que el ruido externo común es hacer que el total de la impedancia de salida(desde la fuente hasta el receptor final) de los dos cables de la igualdad, de modo que si un EMI ocurre en los dos cables que podría inducir a la misma tensión al mismo tiempo.

Hasta aquí era sólo un resumen de mi entendimiento para mostrar/verificación a quien lea esto.

Aquí es una simple ilustración de un solo extremo y un diferencial de terminal de cableado:

Si ambos están usando trenzado de cableado y todos ellos están equilibradas, ellos rechazan el ruido de modo común.

Entonces, ¿cuál es el punto de enviar las señales en el espejo de la moda si uno puede equilibrar y torcer una sola terminal de cableado así? Es que porque algo es prácticamente fáciles de establecer en el diferencial/espejo salidas? Yo realmente no podía encontrar una buena respuesta a esto.

editar ilustración para un comentario:

Answer 1

Como ha sido mencionado por peufeu, si uso equilibrado diferencial de los conductores de crear el doble de la p-p de tensión y por lo tanto el SNR es doble porque el ruido puede ser asumido para permanecer como estaba anteriormente. Pero, hay otra sutileza que se alude en la pregunta, y esto se relaciona con la impedancia de equilibrio.

Sencillamente, si el equilibrado del conductor había una impedancia de salida de 20 ohm (haciendo caso omiso de la salida de alimentación resistor R5) se necesitaría añadir 20 ohm para el equilibrio de la unidad de resistencia (R6) que se conecta a 0 voltios para mantener el equilibrio.

Pero es un poco más difícil que esto debido a que la impedancia de salida de un controlador de chip es probable que varíen a través de su ancho de banda es así, es mucho más fácil de usar una doble inversión de conductor y de la igualdad de los valores de R1 y R2 (a la derecha del diagrama).

Answer 2

Buena respuesta, ya están publicados pero también me gustaría añadir otro punto.

Solo terminó sistemas normalmente se basan en el suelo como la señal diferencial. Eso está bien si la conexión se corta y se pueden garantizar los motivos en ambos extremos son el mismo y no tiene demasiados de ellos. Transmisión diferencial elimina esta dependencia y proporciona un cierto grado de terreno de aislamiento y evita los bucles de tierra.

También, a partir de su pregunta se parecen implicar que el equilibrio de las impedancias y el uso de los pares trenzados son soluciones alternativas. No lo son, para un mejor rendimiento que usted necesita para hacer ambas cosas. De hecho, si no el balance de las impedancias, utilizando par trenzado es casi inútil.

También encontrarás mi respuesta aquí interesante.

Answer 3

Entonces, ¿cuál es el punto de enviar las señales en el espejo de la moda si uno puede equilibrar y torcer una sola terminal de cableado así?

2x más oscilación de voltaje, por lo tanto el rango dinámico y relación señal / ruido se duplica.

Para la alta velocidad de las señales, la conducción del cable diferencialmente también reduce la cantidad de ruido radiado. En un PCB, mantiene las corrientes de retorno fuera del plano del suelo. Para la lógica de las señales (LVDS) también reduce la cantidad de ruido y de rebote del suelo en el lado del conductor, por lo que la fuente de alimentación de corriente del conductor relativamente constante e independiente de la señal. En el lado del receptor, igual y opuesta señales de cancelar como pareja a través de parásitos tapas, así que esto también reduce el ruido.

Considere la posibilidad de USB3: si la unidad no fue diferencial, tendría 2x más oscilación de voltaje para el mismo margen de ruido, también tendría más elaborado de modo común filtro (ferritas) para reducir el nivel de ruido emitido.