Зачем синфазный дроссель в последовательных линиях дифференциального сигнала?

У меня есть 2 вопроса:

  1. Зачем использовать синфазный дроссель на последовательных линиях связи (таких как CAN, RS485), если сигнал дифференциальный? Разве синфазный шум не будет просто подавлен в приемнике?
  2. Я рассматривал проект, где у CAN был синфазный дроссель, а у RS485 его не было. Есть ли для этого техническая причина?

Спасибо

Синфазный дроссель также помогает остановить излучение шины. Может быть, скорость фронта на шине RS485 была ниже?
@Kartman Как это работает? потому что идеальный синфазный дроссель (связь k = 1) был бы подобен простому проводу для дифференциальных сигналов, так как же он мог бы ослабить высокочастотные компоненты сигнала?
Излучаемые сигналы не обязательно являются дифференциальными. Может быть звон и т.д. Дроссель cm работает в обе стороны - на вход внешнего шума и на выход внутреннего шума.
@Kartman Но разве сам сигнал не является основной причиной излучения? Я имею в виду, из-за быстрого роста краев (как вы упомянули)? Потому что иначе я не понимаю, зачем добавлять дроссель CM только на CAN, так как поступающие внешние сигналы одинаковы для обоих интерфейсов.

Ответы (4)

Разве синфазный шум не будет просто подавлен в приемнике?

В дифференциальном приемнике много шумов было бы сильно подавлено, но высокочастотный материал может вызвать проблемы, и, конечно, дроссель CM действует как индуктор и, следовательно, увеличивает свой последовательный импеданс с частотой. Высокочастотный шум, выходящий за пределы полосы пропускания приемника, все еще может нанести ущерб.

Я рассматривал проект, где у CAN был синфазный дроссель, а у RS485 его не было. Есть ли для этого техническая причина?

Может быть, но дьявол кроется в деталях (и тестировании производительности, и обосновании того, и этого, и тому, на какие спецификации это тестируется, и пропускной способности данных, и рассматриваемых чипах......)

Что вы думаете о современных трансиверах, таких как MCP2561FD , использующих выходной контакт «SPLIT» для оконечной нагрузки (см. стр. 6), предположительно для стабилизации синфазного сигнала? Читая техническое описание, кажется, что их в основном беспокоят излучаемые помехи при более высоких скоростях передачи данных (CAN FD), а не столько восприимчивость к излучению/проводимости.
Ссылка и таблица данных на самом деле ничего не говорят об этом. Технический паспорт охватывает две версии; один с и один без, так что на самом деле @Lundin особо нечего сказать - может быть, поднять это как новый вопрос?
Я разместил вопрос об этом контакте на Codidact здесь: CAN «разделенный» контакт, завершение шины и стабилизация синфазного сигнала .

Дифференциальный приемник имеет ограниченный диапазон подавления синфазного сигнала порядка вольт. Он не может удалить пики синфазного шума, напряжение которых превышает этот уровень. Трансформатор синфазного дросселя увеличивает этот диапазон для высокочастотных импульсов, используя два метода:

  1. Он преобразует часть высокочастотного шума (будь то синфазный или дифференциальный) в тепло (в отличие от трансформатора, феррит в синфазном дросселе преднамеренно имеет потери)
  2. Он вычитает синфазный сигнал (как связанный индуктор), что позволяет получить разницу в 10 вольт высокочастотного шума между двумя заземлениями на передатчике и приемнике.

В ответ на ваш вопрос, почему вы увидели синфазный дроссель в порту шины CAN, а не в порту RS-485: это просто решение, которое приняли эти конкретные инженеры. Это больше связано с экономикой и мало связано с различиями между шиной CAN и RS-485.

Синфазный фильтр блокирует шум, наведенный парой (и ее опорной землей), от проникновения в вашу систему, даже если дифференциальный приемник отклоняет его. Другими словами, фильтр CM предотвращает сбои системы, связанные с EMI/ESD, в присутствии сильного шума.

Даже Ethernet, который использует не только дифференциальную сигнализацию, но и трансформаторную изоляцию, может выиграть от подавления синфазного шума.

Что касается того, почему он был применен к шине CAN, а не к RS-485 в этой конкретной системе, я подозреваю, что разработчик чувствовал, что места, к которым подключена шина CAN, с большей вероятностью будут иметь сильные электромагнитные помехи (например, от зажигания, соленоидов впрыска топлива, и другие источники силовой передачи), чем места RS-485 (только в кабине).

Разве синфазный шум не будет просто подавлен в приемнике?

Да, преимущество дифференциальной сигнализации заключается в устранении «синфазного шума», появляющегося на принимающей стороне, путем «дифференциации» сигнала:

Tx:
Sig+ = Sig + шум
Sig- = -Sig + шум

Rx:
Sig = Sig+ - Sig- = (Sig + Noise) - (-Sig + Noise) => Sig'

схематический

смоделируйте эту схему - схема, созданная с помощью CircuitLab

CAN имел синфазный дроссель, а RS485 — нет.

Это специфично для системы (зависимость от дизайна) и приложений.