Dlaczego niektóre sygnały są różnicowe (symetrycznie odbite)

Cześć!

Mam na imię Wojtek i jestem inżynierem od testowania Systemów Wbudowanych.

Właśnie trwa przedsprzeaż mojego kursu Wszystko o magistrali CAN – polecam!

Wprowadzenie

Transmisja różnicowa, tranmisja symetryczna, sygnał odbity. Co to za czary?

Niektóre cyfrowe protokoły komunikacyjne takie jak np. CAN czy RS-485, a także analogowe połączenia takie jak XLR (stosowany do podłączeń mikrofonów studyjnych) wykorzystują do transmisji sygnał różnicowy – czyli dwa sygnały symetrycznie “odbite”

Sygnał różnicowy

Dlaczego jednak wysyłane są dwa sygnały?

Chodzi o zakłócenia, które wystąpią po drodze od nadawcy do odbiorcy.

Sygnał pojedynczy

Tak wygląda wystąpienie zakłóceń dla transmisji pojedynczego sygnału. Początkowo nadawca nadaje sygnał – w tym przypadku przebieg prostokątny:

Sygnał przebieg prostokątny cyfrowy

Po drodze jednak pojawia się zakłócenie:

Zakłócenie sygnału

Sygnał, który dotrze do odbiorcy wygląda następująco:

Zakłócenie sygnału prostokątnego

Sygnał Różnicowy

Nadawca przed rozpoczęciem transmisji najpierw tworzy drugi, dodatkowy sygnał “odbity” symetrycznie:

Sygnał różnicowy odbity symetryczny cyfrowy

Sygnały te nastepnie nadawane są za pomocą pary skręconych przewodów:

para skręconych przewodów

Po drodze znów pojawia się zakłócenie. I tutaj ważna uwaga:

Główne założenie przy używaniu transmisji różnicowej jest takie, że pojawiające się zakłócenia będą identycznie lub przynajmniej podobnie wpływać na każdy z przewodów sygnałowych

Zakłócenie sygnału cyfrowego różnicowego symetrycznego

Tak więc sygnały, które dostanie odbiorca wyglądają następująco:

Zakłócony sygnał cyfrowy

Następnie odbiorca wiadomości robi sztuczkę, która polega najpierw na ponownym odwróceniu drugiego sygnału (już zakłóconego):

Zakłócenie sygnału różnicowego

Następnie sygnały są do siebie dodane:

Nakładanie dodwanie sygnałów cyfrowych

Tworząc docelowo poniższy sygnał, który zostanie dopiero w takiej formie zinterpretowany przez odbiorcę:

sygnał cyfrowy przebieg prostokątny

Podsumowanie

Tranmisja sygnału w sposób różnicowy opiera się na prostym założeniu: zakłócenie wpłynie podobnie na oba sygnały, a więc złapiemy również zakłócenie w formie zwykłej i “odbitej”. Następnie po odwróceniu jednego z sygnałów i zsumowaniu ich, zakłócenia również się zniosą, dając nam niezakłócony (lub: niewiele zakłócony) sygnał.


Opublikowano

w

przez

Tagi:

Komentarze

Dodaj komentarz

Twój adres e-mail nie zostanie opublikowany. Wymagane pola są oznaczone *