Смысл сбалансированной линии электропередачи?

Простой вопрос, что означает, что линия передачи (RS-485 в моем случае) сбалансирована и не сбалансирована?

Две сигнальные линии отражаются вокруг центральной контрольной точки - часто, но не обязательно, заземления. Когда один «вверх» относительно контрольной точки, другой равен «: вниз» на равную величину. Средний уровень всегда равен нулю относительно контрольной точки.

В цифровой системе драйвер применяет + v / -V для, например, логического 1 и -V / + V для логического 0.

Это по сравнению с несбалансированной системы, в которой одна строка может рассматриваться ссылка (часто земля) линии и другие перепады по отношению к нему. например, в системе RS232 логический 1 = -12 В номинальный и логический 0 = + 12 В номинальный. Когда отправляется 1, ноги ae в -12/0, а когда отправляется 0, ноги в +12/0.

Сбалансированная система по своей природе более устойчива к шуму. При подаче через витую пару шум, индуцированный в паре, имеет одинаковую амплитуду в обеих ветвях, а дифференциальные сигналы по-прежнему имеют одинаковую амплитуду +/- или - / + относительно нее. Таким образом, уровень шума может быть больше по величине, чем сигнал, и система все равно будет работать.

Голосовая телефония в стандартных телефонных системах использует аналоговые симметричные сигналы. Максимальный уровень передачи обычно составляет около -10 дБм, где 0 дБм = 600 мВ при 600 Ом = 1 мВт. Потребительские сигналы в конце линии могут быть на 10-20 дБ ниже этого значения и все еще работать «по моде». Несмотря на этот низкий уровень сигнала, вы можете иметь много вольт индуцированного (обычно 50 Гц или 60 Гц) шума на кабельной паре и не слышу никакого "гула"
Немного уравновешивайте линию, и ВСЕ, что вы услышите, - это гул.

Сбалансированный означает, что импедансы в каждой линии согласованы, поэтому любые помехи будут вызывать одинаковое напряжение в каждой линии, которое затем устраняется дифференциальным приемником. Для этого сигналы не обязательно должны быть симметричными.

РЕДАКТИРОВАТЬ - Хотя часто сигналы симметричны, они не должны быть для сбалансированного соединения. Вот один пример несимметричного сбалансированного вывода ( отсюда ):

Еще одна сбалансированная, но несимметричная звуковая схема ( отсюда ):

Они говорят:

Предусилитель очень похож на предусилитель DoZ - топология идентична, но она была модифицирована для использования более низкого напряжения питания. Усилитель представляет собой однополярную цепь обратной связи по току класса A, которая обладает чрезвычайно хорошей линейностью, широкой полосой пропускания и безусловно стабильна. Ферритовые бусы (F1 и F2) рекомендуются на выходах. Показанные выходные выводы представляют собой обычные соединения с аудиоразъемом XLR, с контактом 1 в качестве заземления, контактом 2 является «горячий», а контактом 3 - возврат звука («холодный»). Выходной сигнал на самом деле сбалансирован, но асимметричен - это очень распространено, и одна и та же основная идея используется во многих студийных микрофонах премиум-класса.

Supercat упомянул MIDI, похоже, он использует асимметричное сбалансированное соединение:

Страница выше пришли говорит:

Фактически, главная цель разработки MIDI, как видно из объяснения электрической спецификации в документе спецификации MIDI, состоит в том, чтобы предотвратить любые контуры заземления, которые могут возникнуть с кабелями MIDI. Это делается путем использования сбалансированной токовой петли через оптоизолятор и заземления только выходов MIDI. Разъем MIDI IN не заземлен на корпус приемника. Если все сделано правильно, нет никаких контуров заземления и нет гула или других шумов, вызванных настройкой MIDI.

Также на этой странице есть некоторая информация, как и вики

Цитаты из вышеперечисленного:

ESP говорит:

«Схема, которая получает этот сигнал в смесителе, называется дифференциальным усилителем, и эта противоположная полярность проводников необходима для ее работы». , Это, как и многие другие объяснения в печати (некоторые в других уважаемых книгах), описывает симметрию сигнала - «равное по напряжению, но противоположное по полярности» - но не упоминает даже одну наиболее важную особенность сбалансированного интерфейса.

СИММЕТРИЯ СИГНАЛА АБСОЛЮТНО НИЧЕГО НЕ СДЕЛАТЬ С ОТКЛОНЕНИЕМ ШУМА - ВАЖНО ИМПЕДАНС!

Вики говорит:

В телекоммуникациях и профессиональном аудио сбалансированная линия или сбалансированная сигнальная пара - это линия передачи, состоящая из двух проводников одного типа, каждый из которых имеет равные импедансы по своей длине и равные импедансы относительно земли и других цепей. 1Главное преимущество формата сбалансированной линии - хорошее подавление внешнего шума. Распространенными формами симметричной линии являются двойной провод, используемый для радиочастотных сигналов, и витая пара, используемая для более низких частот. Их следует противопоставлять несимметричным линиям, таким как коаксиальный кабель, который предназначен для подключения обратного проводника к заземлению, или цепям, обратный проводник которых фактически заземлен. Сбалансированные и несбалансированные цепи могут быть соединены с помощью трансформатора, называемого симметрирующим устройством. Контуры, управляющие сбалансированными линиями, сами должны быть сбалансированы, чтобы сохранить преимущества баланса. Это может быть достигнуто с помощью дифференциальной сигнализации, трансформаторной связи или просто балансировки импеданса в каждом проводнике. Линии, несущие симметричные сигналы (с равными, но противоположными напряжениями к земле на каждом участке), часто называют сбалансированными, но это совершенно другой смысл. Два условия не связаны.

Больше из вики:

Сбалансированные и дифференциальные
Большинство объяснений сбалансированных линий предполагают симметричные (противофазные) сигналы, но это досадная путаница - симметрия сигнала и сбалансированные линии совершенно независимы друг от друга. Существенным в сбалансированной линии является согласованное полное сопротивление в драйвере, линии и приемнике. Эти условия гарантируют, что внешний шум воздействует на каждую ветвь дифференциальной линии одинаково и, таким образом, появляется как сигнал синфазного сигнала, который удаляется приемником. Существуют сбалансированные схемы возбуждения, которые имеют отличное согласование синфазного импеданса между «ножками», но не обеспечивают симметричные сигналы. 6Существуют симметричные дифференциальные сигналы для предотвращения помех другим цепям - электромагнитные поля подавляются равными и противоположными токами. Но они не нужны для подавления помех от других цепей.

Сбалансированная линия - это линия электропередачи, состоящая из двух проводников
одного типа и с равным импедансом по их длине относительно заземления и других цепей.

Несбалансированная линия - это линия передачи, обычно коаксиальный кабель, проводники которого имеют неравные импедансы относительно земли; в отличие от сбалансированной линии.