我试图了解 RS-232 和 RS-485 之间的区别。我只是不明白RS-422抗干扰背后的核心原理是什么?是电线的数量(4而不是3)?是因为这些电线是扭绞的吗?
为什么 RS-422 接口干扰不敏感?
总结
在平衡信号中,两根线都承载信号,一根线接另一根线的负极。在接收器中,两者都被减去,给出正线信号的两倍。如果两条线都接收到干扰,这将被减法抵消。
双绞线会降低电感,因为每半绞线都会反转磁场。因此,在一个半捻中引起的感应干扰将被下半捻消除。
有关更多详细信息,请参阅此答案。
RS-422 在抑制干扰方面如此出色的原因是因为它是所谓的平衡线路传输系统。
在平衡线路系统中,信号被传输两次。一次作为正常的“正”信号,一次作为“负”信号。
想象一下,如果您要一个由二进制数字 01110010 组成的信号(我们将忽略任何行编码,如曼彻斯特等)。
正信号可以被传输为,例如:
+ 0v 5v 5v 5v 0v 0v 5v 0v
负面信号可能是:
- 0v -5v -5v -5v 0v 0v -5v 0v
在接收端,这两个信号相互相减。如您所知,从正值中减去负值会抵消两个负值,就像添加两个正数一样:
= 0v 10v 10v 10v 0 0 10v 0v
现在,当引入噪声时,由于导线绞合在一起,噪声以(大致)相等的量被感应到正负线中。假设在我们的二进制序列中间引入了 +3v 噪声尖峰。新序列看起来像:
+ 0v 5v 5v 8v 3v 0v 5v 0v
- 0v -5v -5v -2v 3v 0v -5v 0v
所以得到的减去值将是:
= 0v 10v 10v 10v 0v 0v 10v 0v
看看噪音是如何完全消失的。
许多高速通信系统都使用了相同的原理,例如 USB、以太网、HDMI 等。
它还用于专业音频设备,麦克风的信号必须尽可能无噪音 - 它不仅仅是数字设备。
史蒂文说的话加上:
在 RS232 等非平衡系统中,信号以地为参考,电路中感应的任何“共模”信号都将与信号结合。
在平衡的电话电路上,感应的交流电源噪声可能是许多伏特,而语音信号最多为 10 毫伏。但是,因为噪声在两条腿上是相同的,它会被只看差异的接收器忽略。不平衡电话电路,你会得到大量的电源嗡嗡声。
如果您有兴趣进一步研究平衡差分信号路径的影响和管理 EM/RF 干扰,我强烈建议您阅读 Bill Whitlocks 的一些关于 Jenson Transformers 主题的论文。