平衡传输线的含义?

电器工程 传输线
2022-02-02 05:05:37

一个简单的问题,平衡与不平衡的传输线(在我的情况下为 RS-485)意味着什么?

3个回答

两条信号线围绕中心参考点镜像 - 通常但不一定接地。当一个相对于参考点“向上”时,另一个是“:向下”等量。相对于参考点,平均水平始终为零。

在数字系统中,驱动程序对逻辑 1 应用 +v/-V,对逻辑 0 应用 -V/+V。

这与一个不平衡系统相比,其中一条线可以被认为是参考(通常是接地)线,而另一条相对于它摆动。例如,在 RS232 系统中,逻辑 1 = -12V 标称,逻辑 0 = +12V 标称。当发送 1 时,腿在 -12/0 处,当发送 0 时,腿在 +12/0 处。

一个平衡的系统本质上对噪音更免疫。如果通过双绞线馈送,则感应到双绞线的噪声在两条腿中具有相同的幅度,并且差分信号相对于它仍然具有相同的幅度 +/- 或 -/+。因此,噪声水平的幅度可能大于信号,系统仍然可以工作。

标准电话系统中的语音电话使用模拟平衡信号。最大传输电平通常约为 -10 dBm,其中 0 dBm = 600 mV in 600 ohms = 1 mW。客户端的线路信号可能比该信号低 10-20 dB,并且仍然可以“按时”工作。尽管信号电平很低,但电缆对上可能会产生很多伏的感应噪声(通常为 50 Hz 或 60 Hz 电源),并且没有听到任何“嗡嗡声。
稍微不平衡线路,你会听到的只是嗡嗡声。

平衡意味着每条线路中的阻抗匹配,因此任何干扰都会在每条线路上感应出相同的电压,然后由差分接收器抵消。信号不一定要对称才能工作。

编辑 - 虽然信号通常是对称的,但它们不必用于平衡连接。这是非对称平衡输出的一个示例(来自此处):

平衡音频输出

另一个平衡但不对称的音频电路(来自这里):

平衡麦克风前置

他们说:

前置放大器与 DoZ 前置放大器非常相似 - 拓扑相同,但经过修改以使用较低的电源电压。该放大器为单端A类电流反馈电路,具有极好的线性度、宽带宽和无条件稳定。推荐在输出端使用铁氧体磁珠(F1 和 F2)。显示的输出引脚是 XLR 音频连接器的正常连接,引脚 1 接地,引脚 2 为“热”,引脚 3 为音频返回(“冷”)。输出实际上是平衡的,但不对称 - 这是很常见的,许多高级录音室麦克风都使用相同的基本思想。

Supercat 提到了 MIDI,看来这使用了非对称平衡连接:

MIDI 平衡

上面来自页面说:

事实上,MIDI 的一个主要设计目标,如 MIDI 规范文档中的电气规范解释所示,是防止 MIDI 电缆可能发生的任何接地回路。这是通过使用通过光隔离器的平衡电流环路并仅将 MIDI 输出接地来完成的。MIDI IN 连接器未接地到接收器的机箱。正确完成后,没有接地回路,也没有 MIDI 设置引起的嗡嗡声或其他噪音。

这个页面有一些信息,维基也是

以上引述:

ESP 说:

“在混频器中接收此信号的电路称为差分放大器,导体的这种相反极性对其运行至关重要。” . 这与印刷品中的许多解释(一些其他受人尊敬的书籍中的一些解释)一样,描述了信号对称性——“电压相等但极性相反”——但甚至没有提到平衡接口的一个最重要的特征。

信号对称性与噪声抑制完全无关——阻抗才是最重要的!

维基 说:

在电信和专业音频中,平衡线或平衡信号对是由两个相同类型的导体组成的传输线,每个导体在其长度上具有相等的阻抗,并且对地和其他电路具有相等的阻抗。1平衡线路格式的主要优点是可以很好地抑制外部噪声。平衡线的常见形式是双引线,用于射频信号和双绞线,用于较低频率。它们将与非平衡线形成对比,例如同轴电缆,其设计使其回路导体接地,或回路导体实际上接地的电路。平衡和不平衡电路可以使用称为巴伦的变压器互连。驱动平衡线路的电路本身必须平衡,以保持平衡的好处。这可以通过差分信号、变压器耦合或仅通过平衡每个导体中的阻抗来实现。承载对称信号的线路(每条腿上对地电压相等但相反的线路)通常称为平衡线路,但这是完全不同的意思。这两个条件不相关。

更多来自维基:

平衡和差分
大多数对平衡线的解释都假设信号对称(反相),但这是一个不幸的混淆——信号对称和平衡线彼此完全独立。平衡线路中必不可少的是驱动器、线路和接收器中的匹配阻抗。这些条件确保外部噪声对差分线路的每条腿的影响均等,因此表现为由接收器去除的共模信号。有些平衡驱动电路在“腿”之间具有出色的共模阻抗匹配,但不提供对称信号。6存在对称差分信号以防止与其他电路的干扰 - 电磁场被相等和相反的电流抵消。但它们对于其他电路的干扰抑制不是必需的。

平衡线是由两条相同类型的导体组成的传输线
,沿它们的长度对地和其他电路具有相等的阻抗。

不平衡线是传输线,通常是同轴电缆,其导体对地具有不相等的阻抗;与平衡线相反。