Дифференциальные сигналы. Почему преимущество равного импеданса?

Недавно я услышал в курсе, что основное преимущество дифференциальных сигналов заключается в том, что оба сигнала имеют одинаковый импеданс, тогда как несимметричный сигнал, который измеряется относительно земли, имеет высокий импеданс в точке измерения и низкий импеданс на земле. (пожалуйста, обратитесь к картинке ниже).

Я понимаю, почему это так, но какое это имеет значение? Почему это важно? Это потому, что «окружающий» шум одинаково влияет на оба сигнала?

введите описание изображения здесь

Ответы (2)

Тот же импеданс хорош, потому что емкостно-связанный шум обратно пропорционален импедансу.

Обычно дифференциальные сигналы устроены так, что оба они подвержены одному и тому же шуму. Возьмем, к примеру, кабель с витой парой. В этом случае шум имеет одинаковую величину и полярность, в то время как предполагаемый сигнал имеет противоположную полярность. Взяв разницу между двумя сигналами на приемном конце, любые значения обоих сигналов ( синфазный сигнал) отменяются.

Если импеданс двух сигналов различен, то один и тот же шум, связанный с одной и той же емкостью в каждой линии, в конечном итоге создает разное напряжение в двух линиях. Вычитание напряжения на приемнике больше не устраняет шум полностью.

Это потому, что «окружающий» шум одинаково влияет на оба сигнала?

Именно по этой причине. Баланс импеданса относительно земли (или баланс импеданса земли) это называется и при наличии какого-либо мешающего сигнала обе линии (провода) будут в значительной степени затронуты одинаково, таким образом, при использовании дифференциального приемного усилителя синфазный сигнал из-за помехи будут в значительной степени устранены.

введите описание изображения здесь

Верхняя цепь (выше) не имеет сбалансированного импеданса земли и будет более восприимчива к линейному шуму от внешних помех. Нижняя цепь имеет хороший баланс импеданса земли и будет менее восприимчивой.

См. также этот обмен стеками Q и A и обратите внимание на то, что я делаю в своем ответе о том, что «сопротивления привода (передающий конец) совпадают».

Кстати, вы также можете увидеть сбалансированный интерфейс в виде моста Уитстона, который может быть удобен с точки зрения анализа схемы.