Ostatnio słyszałem w trakcie, że główną zaletą sygnałów różnicowych jest to, że oba sygnały mają tę samą impedancję, podczas gdy sygnał single-ended, mierzony względem ziemi, ma wysoką impedancję w punkcie pomiaru i niską impedancję w ziemi (patrz zdjęcie poniżej).
Rozumiem, dlaczego tak jest, ale w jaki sposób ma to znaczenie? Dlaczego to jest ważne? Czy to dlatego, że szum „środowiskowy” wpływa na oba sygnały w ten sam sposób?
Odpowiedzi:
Ta sama impedancja jest dobra, ponieważ szum sprzężony pojemnościowo jest odwrotnie proporcjonalny do impedancji.
Zwykle sygnały różnicowe są rozmieszczone w taki sposób, aby oba były poddawane temu samemu szumowi. Rozważmy na przykład skrętkę. Szum ma wtedy tę samą wielkość i polaryzację, podczas gdy zamierzony sygnał ma przeciwną polaryzację. Biorąc różnicę między dwoma sygnałami na końcu odbiorczym, wszelkie wartości na obu sygnałach ( sygnał trybu wspólnego ) zostają anulowane.
Jeżeli impedancja tych dwóch sygnałów jest inna, wówczas ten sam szum sprzężony przez tę samą pojemność z każdą linią wytwarza różne napięcie w dwóch liniach. Odejmowanie napięć na odbiorniku nie powoduje już całkowitego anulowania szumu.
Czy to dlatego, że szum „środowiskowy” wpływa na oba sygnały w ten sam sposób?
Jest to całkowicie z tego właśnie powodu. Nazywa się to równowagą impedancji do ziemi (lub równowagą impedancji uziemienia) i, w obecności jakiegoś zakłócającego sygnału, obie linie (druty) zostaną w znacznym stopniu dotknięte jednakowo, dlatego przy zastosowaniu różnicowego wzmacniacza odbiorczego sygnał w trybie wspólnym z powodu zakłócenia zostaną w dużej mierze wyeliminowane.
Obwód górny (powyżej) nie ma zrównoważonej impedancji uziemienia i będzie bardziej podatny na zakłócenia linii z zewnętrznego zakłócenia. Obwód dolny ma dobrą równowagę impedancji uziemienia i będzie mniej podatny.
Zobacz także tę wymianę stosu Q i A i zwróć uwagę na punkt, który podniosłem w mojej odpowiedzi na temat „impedancji jazdy (końca wysyłającego) są dopasowane”.