Несимметричная сигнализация
 |
Несимметричная сигнализация — самый простой и наиболее часто используемый метод передачи электрических сигналов по проводам . На один провод подается переменное напряжение , которое представляет сигнал, а другой провод подключен к опорному напряжению, обычно к земле . Основная альтернатива несимметричной передаче сигналов называется дифференциальной передачей сигналов , при которой два проводника несут сигналы одинаковой величины, но противоположной электрической полярности .
Несимметричная передача сигналов менее затратна в реализации, чем дифференциальная, но у нее есть явный недостаток: для несимметричной системы требуется напряжение источника питания, равное максимальной амплитуде принимаемого сигнала, тогда как для дифференциальной системы требуется только половина напряжения. амплитуда принимаемого сигнала. Таким образом, при заданном напряжении питания дифференциальная система генерирует сигналы с удвоенной амплитудой и, следовательно, имеет в два раза лучшую помехоустойчивость ( отношение сигнал/шум выше на 6 дБ ), чем несимметричная система.
Основное преимущество несимметричной передачи сигналов перед дифференциальной состоит в том, что для передачи нескольких сигналов требуется меньше проводов. Если имеется n сигналов, то имеется n +1 проводов, по одному на каждый сигнал и один для земли, тогда как для дифференциальной сигнализации используется не менее 2 n проводов. Недостатком несимметричных систем, использующих общий возврат, является то, что обратные токи для всех сигналов используют один и тот же проводник (даже если используются отдельные заземляющие провода, заземления неизбежно соединяются вместе на каждом конце), и это иногда может привести к интерференция (перекрестные помехи) между сигналами.
Стандарты
[ редактировать ]Несимметричная сигнализация широко используется и ее можно увидеть во многих общих стандартах передачи, в том числе:
- RS-232 Последовательная связь
- PS/2 для мыши и клавиатуры Разъемы
- I²C Последовательная шина
- ТТЛ- схемы
- КМОП- логические схемы
- ЭСЛ Цепи
- Большинство параллельных компьютерных шин, таких как:
- VGA Видеоразъемы
- Интерфейсы SCSI для жестких дисков и другой периферии
- Параллельные интерфейсы ATA для жестких дисков и другой периферии
Разъемы
[ редактировать ]Для несимметричной сигнализации можно использовать широкий спектр разъемов. Некоторые распространенные разъемы для бытового и развлекательного оборудования включают в себя; Некоторые виды разъемов, хотя чаще используются для симметричных пар, иногда используются для несимметричной работы:
- Разъемы RCA (разъемы для наушников)
- разъемы
Пример
[ редактировать ]Широко используемая система RS-232 является примером несимметричной сигнализации, которая использует ±12 В для представления сигнала и все значения ниже ±3 В для обозначения отсутствия сигнала. Высокие уровни напряжения придают сигналам некоторую устойчивость к шуму, поскольку немногие естественные сигналы могут создавать напряжение такой величины. Их преимущество также состоит в том, что для каждого сигнала требуется только один провод. Однако у них есть и серьезный недостаток: они не могут бегать на высоких скоростях. Эффекты емкости и индуктивности , которые отфильтровывают высокочастотные сигналы, ограничивают скорость.
Исторически в электрическом телеграфе использовалась несимметричная сигнализация с обратным заземлением , что полностью устраняло необходимость в обратном проводнике и существенно снижало стоимость линий дальней связи. Телеграф - это самое раннее использование несимметричной линии передачи, но сейчас оно устарело.