Значення збалансованої лінії електропередачі?

Просте запитання, що означає, щоб лінія електропередачі (в моєму випадку RS-485) була врівноваженою проти незбалансованою?

Дві сигнальні лінії дзеркально відображаються навколо центральної опорної точки - часто, але не обов'язково заземленої. Коли один "вгору" щодо опорної точки, інший - ": вниз" на рівну величину. Середній рівень завжди дорівнює нулю щодо еталонного.

У цифровій системі драйвер застосовує + v / -V, наприклад, логічний 1 і -V / + V для логічного 0.

Це порівнюється з неврівноваженою системою, де одна лінія може вважатися опорною (найчастіше наземною) лінією, а інша коливається відносно неї. наприклад, в системі RS232 логічно 1 = -12 В номінальне і логічне 0 = + 12 В номінальне. Коли 1 передається, ноги ae при -12/0, а коли 0 надсилаються, ноги знаходяться на рівні +12/0.

Врівноважена система за своєю суттю більш імунна до шуму. Якщо подається через виту пару, шум, викликаний в парі, має однакову амплітуду на обох ногах, а диференціальні сигнали все ще мають однакову амплітуду +/- або - / + щодо неї. Тож рівень шуму може бути більшим за величиною, ніж сигнал, і система все одно буде працювати.

Голосова телефонія в стандартних телефонних системах використовує аналогові врівноважені сигнали. Максимальний рівень передачі зазвичай становить приблизно -10 дБм, де 0 дБм = 600 мВ в 600 Ом = 1 мВт. Кінцеві сигнали клієнта можуть бути на 10-20 дБ нижче, і вони все ще працюють "після моди". Незважаючи на такий низький рівень сигналу, ви можете мати багато вольт викликаного (зазвичай 50 Гц або 60 Гц мережі) шуму на кабельній парі і не чути жодного «гудіння».
Збалансуйте лінію трохи, і ВСЕ, що ви почуєте, гуде.

Збалансоване означає, що імпеданси в кожній лінії узгоджуються, тому будь-які перешкоди будуть викликати однакову напругу на кожній лінії, яка потім скасовується диференціальним приймачем. Сигнали не повинні бути симетричними, щоб це працювало.

EDIT - Хоча сигнали часто симетричні, вони не повинні бути збалансованими. Ось один приклад несиметричного збалансованого виводу ( звідси ):

Ще одна врівноважена, але несиметрична звукова схема ( звідси ):

Вони кажуть:

Підсилювач дуже схожий на предусилитель DoZ - топологія тотожна, але вона була модифікована для використання нижчої напруги живлення. Підсилювач - це односмуговий ланцюг зворотного зв'язку класу A, який має надзвичайно гарну лінійність, широку пропускну здатність і безумовно стабільний. Ферритові кульки (F1 і F2) рекомендуються на виходах. Показані вихідні штифти - це звичайні підключення до аудіороз'єму XLR, причому контакт 1 є заземленим, контакт 2 - "гарячим", а контакт 3 - поверненням звуку ("холодним"). Вихідний результат насправді збалансований, але несиметричний - це дуже часто, і та сама основна ідея використовується багатьма преміум-студійними мікрофонами.

Supercat згадав MIDI, але, здається, для цього використовується асиметричне збалансоване з'єднання:

Сторінка вище прийшли каже:

Насправді, головна мета проекту MIDI, як видно з пояснення електричних специфікацій у Документі специфікацій MIDI, - запобігання заземленням, які можуть виникнути з кабелями MIDI. Це робиться за допомогою врівноваженого контуру струму через оптоізолятор та лише заземлення виходів MIDI. Роз'єм MIDI IN не заземлений на корпусі приймача. Якщо все зроблено правильно, немає замикань на землю, а також шумів або інших шумів, викликаних установкою MIDI.

Також ця сторінка містить деяку інформацію, як і Wiki

Цитати з вищезазначеного:

ESP каже:

"Схема, яка приймає цей сигнал у змішувачі, називається диференціальним підсилювачем, і ця протилежна полярність провідників є важливою для його роботи". . Це, як і багато пояснень у друку (деякі в інших респектабельних книгах), описує симетрію сигналу - "рівне за напругою, але протилежне полярності", але не вдається навіть згадати єдину найважливішу особливість збалансованого інтерфейсу.

СИГНАЛЬНА СИМЕТРІЯ АБСОЛЮТНО НЕ МОЖЕ ДІЯТИ З РЕЗЕКЦІєю ШУМУ - ІМПЕДАНЦІЯ ЯКІ МАТЕРИАЛИ!

Wiki каже:

У телекомунікаційних та професійних звукових системах врівноважена лінія або врівноважена пара сигналів - це лінія передачі, що складається з двох однотипних провідників, кожен з яких має однакові імпеданси по своїй довжині і однакові імпеданси до землі та інших ланцюгів. 1Основна перевага врівноваженого формату ліній - хороша відмова від зовнішнього шуму. Поширені форми врівноваженої лінії - це двожильний, що використовується для радіочастотних сигналів і кручена пара, використовується для нижчих частот. Вони повинні контрастувати з неврівноваженими лініями, такими як коаксіальний кабель, призначений таким чином, щоб його зворотний провідник був з'єднаний із землею, або ланцюги, зворотний провідник яких фактично заземлений. Врівноважені та неврівноважені схеми можна з'єднати за допомогою трансформатора, який називається балуном. Смуги, що рухаються врівноваженими лініями, повинні самі бути врівноваженими, щоб підтримувати переваги балансу. Це може бути досягнуто за допомогою диференціальної сигналізації, з’єднання трансформаторів або просто врівноваження опору в кожному провіднику. Лінії, що несуть симетричні сигнали (ті, що мають рівну, але протилежну напругу до землі на кожній нозі), часто називають врівноваженими, але це зовсім інше значення. Дві умови не пов'язані між собою.

Більше від Wiki:

Збалансоване та диференційоване
Більшість пояснень врівноважених ліній припускають симетричні (антифазні) сигнали, але це прикрою плутаниною - симетрія сигналу та врівноважені лінії абсолютно незалежні одна від одної. Важливим у врівноваженій лінії є відповідні імпеданси у драйвері, лінії та приймачі. Ці умови гарантують, що зовнішній шум впливає однаково на кожну ногу диференціальної лінії і, таким чином, видається як загальний сигнал режиму, який видаляється приймачем. Існують врівноважені ланцюги приводу, які мають відмінний загальний режим імпедансу, що відповідає "ногам", але не подають симетричних сигналів. 6Для запобігання перешкод іншим ланцюгам існують симетричні диференціальні сигнали - електромагнітні поля скасовуються рівними та протилежними струмами. Але вони не потрібні для відхилення перешкод від інших мікросхем.

Врівноважена лінія - це лінія електропередачі, що складається з двох
однотипних провідників і однакового опору по їх довжині до землі та інших контурів.

Неврівноважена лінія - це лінія електропередачі, як правило, коаксіальний кабель, провідники якого мають нерівні опори щодо землі; на відміну від врівноваженої лінії.