Differenzsignale - Warum ist eine gleiche Impedanz von Vorteil?

Ich habe kürzlich in einem Kurs gehört, dass ein Hauptvorteil von Differenzsignalen darin besteht, dass beide Signale die gleiche Impedanz aufweisen, während ein unsymmetrisches Signal, das gegen Masse gemessen wird, am Messpunkt eine hohe Impedanz und am Boden eine niedrige Impedanz aufweist (Bitte beachten Sie das Bild unten).

Ich verstehe, warum das so ist, aber inwiefern spielt es eine Rolle? Warum ist das wichtig? Liegt es daran, dass "Umgebungsgeräusche" beide Signale auf die gleiche Weise beeinflussen?

Die gleiche Impedanz ist gut, da kapazitiv gekoppeltes Rauschen umgekehrt proportional zur Impedanz ist.

In der Regel werden Differenzsignale so angeordnet, dass beide dem gleichen Rauschen ausgesetzt sind. Betrachten Sie zum Beispiel ein Twisted-Pair-Kabel. Das Rauschen hat dann die gleiche Stärke und Polarität, während das beabsichtigte Signal die entgegengesetzte Polarität hat. Indem Sie die Differenz zwischen den beiden Signalen auf der Empfangsseite messen, werden alle Werte beider Signale (das Gleichtaktsignal ) gelöscht.

Wenn die Impedanz der beiden Signale unterschiedlich ist, führt das gleiche Rauschen, das durch die gleiche Kapazität an jede Leitung gekoppelt ist, zu einer unterschiedlichen Spannung in den beiden Leitungen. Das Subtrahieren der Spannungen am Empfänger löscht das Rauschen jetzt nicht mehr vollständig.

Liegt es daran, dass "Umgebungsgeräusche" beide Signale auf die gleiche Weise beeinflussen?

Es ist ganz aus genau diesem Grund. Impedanzausgleich gegen Erde (oder Erdimpedanzausgleich) heißt es und bei Vorhandensein eines Störsignals werden beide Leitungen (Drähte) weitgehend gleichermaßen beeinflußt, so daß bei Verwendung eines Differenzempfangsverstärkers das Gleichtaktsignal aufgrund der Störungen werden weitgehend beseitigt.

Der obere Stromkreis (oben) hat keine symmetrische Erdungsimpedanz und ist anfälliger für Leitungsstörungen durch externe Störungen. Der untere Stromkreis hat eine gute Erdimpedanzbalance und ist weniger anfällig.

Siehe auch diesen Stapelaustausch Q und A und vermerke den Punkt, den ich in meiner Antwort über "Ansteuerimpedanzen (Sendeende) stimmen überein" mache.