Для чого мережам потрібен загальний кабель заземлення?

Я читав про послідовне спілкування в комп'ютерах та вбудованих системах і виявив таке твердження -

Комп'ютери, підключені проводами, повинні мати загальний заземлюючий пристрій, як правило, забезпечений заземленням в кабелі. ( Джерело )

У чому причина цього? Я подумав, що заземлюючий провід призначений лише для захисту від електричних витоків. Якою була б потреба у загальному заземленні в комунікаційних мережах?

Напруга відносна. Один рівень напруги має сенс, лише якщо у вас інший рівень напруги для порівняння. Якщо ви подивитесь на сигнальний провід самостійно, ви не стали б мудрішими, ви б не виміряли напругу. Вам потрібна посилання для вимірювання проти, щоб ви могли сказати, що сигнал є так багато і багато вольт, посилаючись на землю .

Це посилання на землю мається на увазі, коли ми говоримо про рівні напруги, якщо не зазначено інше. Збалансовані сигнали часто симетричні щодо землі, так що коли на 1 провід напруга переходить на +1 V, на іншому проводі воно перейде до -1 В. Приємно симетрично. Але приймач не дивиться на один провід і не бачить +1 V; він буде дивитися на різницю напруги між двома проводами, і тоді заземлення не має значення. Такі сигнали найчастіше передаватимуться по кабелях кручених пар, де один провід є позитивним сигналом, а інший - негативним. Заземлення немає.

редагувати
Кортук хоче побачити гарне зображення. Знову. (зітхає)

Et voilà, образ une jolie. Не дивись на En-Ya, це стосується мого настінного годинника. Наскільки високо він висить? Більшість людей скажуть «близько 2 метрів». Це тому, що ми зазвичай приймаємо слово за рівень відліку, наш «грунт». Але моя квартира знаходиться на другому поверсі, і якщо я взяти рівень вулиці як орієнтир, годинник буде на 8 м над рівнем вулиці. Географ може запропонувати 35 м над рівнем моря. Так що "висота" не має значення без відліку, а з напругою - це те саме.

dmckee правильний (слід додати це як відповідь насправді) це тому, що будь-який електричний сигнал потребує зворотного шляху, який забезпечує наземне з'єднання. Інша назва напруги - "різниця потенціалів", яка означає різницю потенціалу між двома точками. Таким чином, ви не можете просто сказати, що точка "П'ять вольт", ви повинні сказати, що це "П'ять вольт по відношенню до x" (на практиці ми говоримо колишню, але передбачається, що ми знаємо, де відносна точка - наприклад, земля вузол)

Подумайте про лампочку - є два клеми. Акумулятор - два клеми. Чи можемо ми запалити лампочку, просто підключивши один із її клем до одного з клем акумуляторів? Ні, ми повинні завершити схему .
Ще один спосіб поглянути на це - насос (акумулятор) та труби (дроти) плюс (укладене) водяне колесо (вантаж). Щоб насос повертав колесо, необхідно мати вихідну трубу та зворотну трубу.

Ось схема для уточнення:

Зауважте, що вищесказане пояснює необхідність двох проводів - не обов'язково має бути "загальний заземлення" (тобто в системах, ізольованих трансформатором / оптично), як правильно пояснює Вутер. Хоча передавач і приймач все ще мають повну схему (наприклад, первинний трансформатор, який магнітно пов'язаний з вторинним - саме тому вторинний може мати інший "заземлений" посилання), тому речі "виглядають" однаково для них.

Загалом це правильно - напруга повинна мати опорну точку. Розгляньте напругу як відстань: поняття відстані не має сенсу, якщо ви не згідні звідки.

Але твердження не є строго вірним. Дріт не потребує електроенергії, це може бути дріт зі скловолокна ...

Інший зустрічний приклад - це збалансоване з'єднання, пов'язане з трансформаторами, яке використовується більшістю сучасних Ethernet-з'єднань, а також деякими системами високої надійності, такими як MIL-1553. Для такого спілкування дві системи зв'язку не повинні мати спільної точки зору.

Мережа зв'язку передає дані з точки зору різниці напруги. Для вимірювання напруги повинна бути якась опорна точка. І комп’ютери, і обидва пристрої, що мають послідовне з'єднання, мають на увазі, що вони повинні розуміти однакове значення даних (читання - однакова опорна точка для напруги), тому забезпечення однакового загального заземлення є важливим. Це також допомагає запобігти пошкодженню шуму обміну даними.