一句话概括:
双(或4)平衡线的物理式设计(共模抑制)、差分信号的数字式抑制噪声的原理都是统一的,大多数的外在干扰都对相似(相同距离、相同阻抗等)的信号产生同样的干扰影响;—— 平衡线传输靠末端的共模信号相消,差分信号靠两个信号反向相消,两者同样能实现干扰对消的目的;
因为平衡线倾向于物理,差分信号倾向于数字,所以两者不是同一纬度的东西; 平衡线可以差分传输,也可以共模传输等,差分信号也不仅仅用于平衡线,也可用于非平衡线(如同轴电缆);
平衡线一例:双绞线
双绞线共模传输 - 更好的屏蔽双绞线Rj-45接头 共模抑制噪声原理 抑制共模噪声为主要目的
双绞线和差分信号区别 平衡双绞线和差分信号的差别(差分不一定是平衡双绞线,平衡传输线噪声抑制也不需要差分配合——都有噪声抑制能力,强强联手处境! 差分传输
双绞线定义 双绞线(英语:Twisted pair)是由两条外面被覆塑胶类绝缘材料、内含铜缆线,互相绝缘的双线互相缠绕(一般以顺时针缠绕),绞合成螺旋状的一种电缆线。双绞线可减少发送中信号的衰减、减少串扰(英语:crosstalk)及噪声(英语:Noise)、并改善了对外部电磁干扰的抑制能力。 它是由亚历山大·格拉汉姆·贝尔 (英语:Alexander Graham Bell)发明的[1]。一百多年来,一直用于电话网。过去主要是用来传输模拟信号的,但现在同样适用于数字信号的传输,属于信息通信网络传输介质。
来自 https://zh.wikipedia.org/wiki/双绞线
双蛟的螺旋结构,确保内部磁场阻隔了外在电磁干扰;
屏蔽双绞线:可以通过套上金属网的电磁屏蔽原理进一步强化抗噪效果(但是昂贵)
双绞线共模传输:双绞线传输数字、模拟信号,保证RRU和master,master和BBU的信号同步 两条线传一样信号,共模排除干扰?
共模抑制的原理(需求) 当噪声源靠近信号线时,在非双绞线上共模抑制比(英语:common-mode rejection ratio, CMRR)开始失败。较近的导线将更强地与噪声耦合,并且接收器将无法消除噪声。这个问题在电信电缆中尤为明显,双绞线可抵消这种影响。
来自 https://zh.wikipedia.org/wiki/双绞线
共模抑制模型(两个信号V+,V-)的差就是传输信号
双绞线的共模抑制比较高:比如可以两路信号,一路高的不调制,另一路调制弱信号;取得少干扰,高的同步触发信号!
差分信号(也是抗噪较强的信号)
如何选共模还是差分呢? 平衡传输线选哪个都可以增加抗噪、抗串扰能力; 非平衡传输线最好选差分信号,但是差分信号对传输设备有要求(双绞线也是有要求,不如普通线严格)
共模信号 共模讯号(Common-mode signal)是所有导体上模拟信号中的成分之一。在电信中,传输线模型上的共模讯号称为纵向电压(longitudinal voltage)。
在电子学中,若讯号是用二个电压的差值来传输,其共模讯号为电压和的一半
来自 https://zh.wikipedia.org/wiki/共模訊號
去除共模讯号的方法[编辑]
• 差分放大器或是差分接收器只会接收差分电压,也就是二个导线上的电压差。此方法特别适用在一些各设备间有直流电压差的应用。
• 利用电感器,一组的信号线依相同方式绕在电感上。例如以太网磁性元件上面用的双绕线圈[1]。这适用于交流及直流的信号,但是只能滤掉较高频的共模讯号。
• 变压器只适用于交流信号,会滤掉所有的共模讯号,不过会配合双绕线圈来去除变压器因为电容耦合产生的高频共模讯号,这可以用在双绞线的以太网[2]。
为了电磁兼容的目的,也常常会用共模滤波器来避免噪声。
平衡线行业应用:电话通讯、高级音响
平衡双绞线例子 电话4线(2发 2收) 目标最大抑制共模
任何一个return信号,都对两个相同举例的go信号产生相同的干扰信号(共模干扰);
反之,如果不是对角而是2个ret相邻,那么距离不同,对两根线的噪声影响有差异
通过平衡线路传输信号可减少由于外部杂散电场引起的噪声或干扰的影响。任何外部信号源都倾向于仅在线路上感应共模信号,并且接地的平衡阻抗可最大程度地减少由于杂散电场引起的差分拾取。导体有时会绞在一起,以确保每个导体均等地暴露于任何可能引起有害噪声的外部磁场中。
一些平衡线还具有静电屏蔽功能,以减少引入的噪声。电缆通常用铝箔,铜线或铜编织线包裹。该屏蔽层可抵抗射频干扰,但不能抵抗磁场。
某些平衡线使用4芯星形四芯电缆来增强抗磁场能力。电缆的几何形状确保磁场将对平衡电路的两个支路造成相等的干扰。这种平衡干扰是一种共模信号,可以通过变压器或平衡差分接收器轻松消除。
平衡线路允许差分接收器通过抑制共模干扰来降低连接上的噪声。导线对地的阻抗相同,因此干扰场或电流在两条导线中感应出相同的电压。由于接收器仅响应导线之间的差异,因此不受感应噪声电压的影响。如果在不平衡电路中使用平衡线,并且每个导体与地之间的阻抗不同,则在分开的导体中感应的电流将导致对地的电压降有所不同,从而产生电压差,从而使该线路更容易受到噪声的影响。双绞线的示例包括5类电缆。
与不平衡电路相比,平衡线路减少了每距离的噪声量,从而使更长的电缆实用成为可能。这是因为电磁干扰将以相同的方式影响两个信号。当一个信号从另一个信号中减去时,两个信号之间的相似性会在传输路径的末端自动消除。
来自 https://en.wikipedia.org/wiki/Balanced_line
平衡线-专业音响
阻抗特性 共模抑制必须两条线的阻抗等一致(尤其高频段); 从阻抗模型可以看到导线半径,间距,渗透和介电参数有较大影响
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