Bedeutung der symmetrischen Übertragungsleitung?

Einfache Frage, was bedeutet es, eine Übertragungsleitung (in meinem Fall RS-485) symmetrisch oder unsymmetrisch zu haben?

Die beiden Signalleitungen werden um einen zentralen Bezugspunkt gespiegelt - oft, aber nicht unbedingt geerdet. Wenn einer relativ zum Referenzpunkt "oben" ist, ist der andere um den gleichen Betrag ": unten". Der Mittelwert ist relativ zum Referenzpunkt immer Null.

In einem digitalen System wendet der Treiber + v / -V für z. B. logische 1 und -V / + V für logische 0 an.

Dies wird mit einem unausgeglichenen System verglichen, bei dem eine Linie als Referenzlinie (häufig Masse) betrachtet werden kann und die andere relativ dazu schwingt. zB im RS232-System logisch 1 = -12 V nominal und logisch 0 = + 12 V nominal. Wenn eine 1 gesendet wird, sind die Beine bei -12/0 und wenn eine 0 gesendet wird, sind die Beine bei +12/0.

Ein ausgeglichenes System ist von Natur aus immun gegen Lärm. Wenn es über ein verdrilltes Paar gespeist wird, hat das in das Paar induzierte Rauschen in beiden Beinen die gleiche Amplitude und die Differenzsignale haben immer noch die gleiche Amplitude +/- oder - / + relativ dazu. Der Rauschpegel kann also größer sein als das Signal, und das System funktioniert weiterhin.

Sprachtelefonie in Standardtelefonsystemen verwendet analoge symmetrische Signale. Der maximale Sendepegel beträgt normalerweise etwa -10 dBm, wobei 0 dBm = 600 mV bei 600 Ohm = 1 mW. Die End-of-Line-Signale des Kunden können 10 bis 20 dB darunter liegen und funktionieren immer noch "auf eine Art und Weise". Trotz dieses niedrigen Signalpegels können viele Volt induzierten (normalerweise 50 Hz oder 60 Hz) Netzrauschen an einem Kabelpaar auftreten höre kein "Summen".
Ungleichgewicht der Linie nur geringfügig und alles, was Sie hören werden, ist Brummen.

Ausgeglichen bedeutet, dass die Impedanzen in jeder Leitung angepasst sind, sodass jede Störung auf jeder Leitung dieselbe Spannung induziert, die dann vom Differenzempfänger aufgehoben wird. Die Signale müssen nicht symmetrisch sein, damit dies funktioniert.

BEARBEITEN - Obwohl die Signale oft symmetrisch sind, müssen sie nicht für eine symmetrische Verbindung sein. Hier ist ein Beispiel für einen nicht symmetrischen symmetrischen Ausgang (von hier ):

Eine weitere symmetrische, aber asymmetrische Audio-Schaltung (von hier ):

Man sagt:

Der Vorverstärker ist dem DoZ-Vorverstärker sehr ähnlich - die Topologie ist identisch, wurde jedoch geändert, um eine niedrigere Versorgungsspannung zu verwenden. Der Verstärker ist eine einseitige Stromrückkopplungsschaltung der Klasse A, die eine extrem gute Linearität, eine große Bandbreite und eine bedingungslose Stabilität aufweist. An den Ausgängen werden Ferritperlen (F1 und F2) empfohlen. Die gezeigten Ausgangspins sind die normalen Verbindungen zu einem XLR-Audioanschluss mit Pin 1 als Masse, Pin 2 ist "heiß" und Pin 3 ist Audio-Return ("kalt"). Der Ausgang ist tatsächlich symmetrisch, aber asymmetrisch - dies ist sehr häufig und die gleiche Grundidee wird von vielen Premium-Studiomikrofonen verwendet.

Supercat erwähnte MIDI, es scheint, dass dies eine asymmetrische symmetrische Verbindung verwendet:

Die Seite, von der die oben kam, sagt:

Tatsächlich besteht ein Hauptentwurfsziel von MIDI, wie aus der Erläuterung der elektrischen Spezifikationen im MIDI-Spezifikationsdokument hervorgeht, darin, Erdschleifen zu vermeiden, die bei den MIDI-Kabeln auftreten können. Dies erfolgt durch Verwendung einer symmetrischen Stromschleife durch einen Optokoppler und Erdung nur der MIDI-Ausgänge. Der MIDI IN-Anschluss ist nicht am Chassis des Receivers geerdet. Bei korrekter Ausführung treten keine Ground-Loops und kein Brummen oder andere Geräusche auf, die durch das MIDI-Setup verursacht werden.

Auch diese Seite hat einige Informationen, ebenso wie Wiki

Zitate aus dem Obigen:

ESP sagt:

"Die Schaltung, die dieses Signal im Mischer empfängt, wird als Differenzverstärker bezeichnet, und diese entgegengesetzte Polarität der Leiter ist für ihren Betrieb wesentlich." . Dies beschreibt, wie viele Erklärungen in gedruckter Form (einige in ansonsten seriösen Büchern), die Signalsymmetrie - "gleich in der Spannung, aber entgegengesetzt in der Polarität" -, erwähnt jedoch nicht einmal das wichtigste Merkmal einer symmetrischen Schnittstelle.

SIGNALSYMMETRIE HAT ABSOLUT NICHTS MIT Rauschunterdrückung zu tun - IMPEDANZ IST, worauf es ankommt!

Wiki sagt:

In der Telekommunikation und bei professionellem Audio ist eine symmetrische Leitung oder ein symmetrisches Signalpaar eine Übertragungsleitung, die aus zwei Leitern des gleichen Typs besteht, von denen jeder über ihre Länge gleiche Impedanzen und gleiche Impedanzen gegenüber Masse und anderen Schaltkreisen aufweist. 1Der Hauptvorteil des symmetrischen Linienformats ist die gute Unterdrückung von externem Rauschen. Übliche Formen von symmetrischen Leitungen sind Doppelleitungen, die für Hochfrequenzsignale verwendet werden, und Twisted Pair, die für niedrigere Frequenzen verwendet werden. Sie stehen im Gegensatz zu unsymmetrischen Leitungen wie Koaxialkabeln, deren Rückleiter an Masse angeschlossen ist, oder Stromkreisen, deren Rückleiter tatsächlich geerdet ist. Symmetrische und unsymmetrische Schaltkreise können mithilfe eines als Balun bezeichneten Transformators miteinander verbunden werden. Schaltungen, die symmetrische Leitungen ansteuern, müssen selbst symmetrisch sein, um die Vorteile des Gleichgewichts aufrechtzuerhalten. Dies kann durch Differenzsignalisierung, Transformatorkopplung oder durch bloßes Ausgleichen der Impedanz in jedem Leiter erreicht werden. Leitungen, die symmetrische Signale führen (solche mit gleichen, aber entgegengesetzten Spannungen zur Erde an jedem Zweig), werden oft als symmetrisch bezeichnet. aber das ist eine ganz andere Bedeutung. Die beiden Bedingungen hängen nicht zusammen.

Mehr aus dem Wiki:

Symmetrisch und differentiell
Die meisten Erklärungen für symmetrische Linien gehen von symmetrischen (gegenphasigen) Signalen aus, dies ist jedoch eine unglückliche Verwirrung - Signalsymmetrie und symmetrische Linien sind ziemlich unabhängig voneinander. Wesentlich für eine symmetrische Leitung sind angepasste Impedanzen in Treiber, Leitung und Empfänger. Diese Bedingungen stellen sicher, dass externes Rauschen jeden Zweig der Differenzleitung gleichermaßen beeinflusst und somit als Gleichtaktsignal erscheint, das vom Empfänger entfernt wird. Es gibt symmetrische Ansteuerschaltungen, die eine ausgezeichnete Gleichtaktimpedanzanpassung zwischen "Beinen" aufweisen, jedoch keine symmetrischen Signale liefern. 6Es gibt symmetrische Differenzsignale, um Interferenzen mit anderen Schaltkreisen zu vermeiden - die elektromagnetischen Felder werden durch gleiche und entgegengesetzte Ströme ausgeglichen. Sie sind jedoch nicht für die Störungsunterdrückung durch andere Schaltkreise erforderlich.

Eine symmetrische Leitung ist eine Übertragungsleitung, die aus zwei Leitern des
gleichen Typs und gleicher Impedanz entlang ihrer Länge zu Masse und anderen Stromkreisen besteht.

Eine unsymmetrische Leitung ist eine Übertragungsleitung, normalerweise ein Koaxialkabel, deren Leiter ungleiche Impedanzen in Bezug auf Masse aufweisen. im Gegensatz zu einer ausgeglichenen Linie.