Синфазный сигнал

Напряжение, общее для обоих входных клемм электрического устройства

В электротехнике синфазный сигнал — это идентичный компонент напряжения, присутствующий на обоих входных клеммах электрического устройства. В телекоммуникациях синфазный сигнал на линии передачи также известен как продольное напряжение .

Синфазная помеха (CMI) — это тип синфазного сигнала. Синфазная помеха — это помеха, которая появляется на обоих сигнальных проводах, или когерентная помеха, которая влияет на два или более элементов сети.

В большинстве электрических цепей желаемые сигналы передаются посредством дифференциального напряжения между двумя проводниками . Если напряжения на этих проводниках равны U ₁ и U ₂ , синфазный сигнал представляет собой среднее значение напряжений:

$${\displaystyle U_{\text{cm}}={\frac {U_{1}+U_{2}}{2}}}$$

При ссылке на местный общий или заземление , синфазный сигнал появляется на обеих линиях двухпроводного кабеля, в фазе и с равными амплитудами. Технически, синфазное напряжение является половиной векторной суммы напряжений от каждого проводника сбалансированной цепи к местному общему или заземлению. Такие сигналы могут возникать из одного или нескольких из следующих источников:

• Излучаемые сигналы одинаково связаны с обеими линиями,
• Смещение от общего сигнала, созданного в схеме драйвера, или
• Разность потенциалов между передающим и принимающим местоположениями.

Шум , наведенный в кабель или переданный из кабеля, обычно возникает в синфазном режиме, поскольку один и тот же сигнал имеет тенденцию улавливаться обоими проводниками в двухпроводном кабеле. Аналогично, радиочастотный шум, переданный из кабеля, имеет тенденцию исходить от обоих проводников. Устранение синфазных сигналов на кабелях, входящих или выходящих из электронного оборудования, важно для обеспечения электромагнитной совместимости . Если только не предполагается передача или прием радиосигналов, разработчик электроники обычно проектирует электронные схемы так, чтобы минимизировать или устранить синфазные эффекты.

Методы устранения синфазных сигналов

• Дифференциальные усилители или приемники, которые реагируют только на разницу напряжений, например, между проводами, составляющими пару. Этот метод особенно подходит для приборов , где сигналы передаются через смещение постоянного тока. Для датчиков с очень высоким выходным импедансом , которые требуют очень высокого коэффициента подавления синфазного сигнала , дифференциальный усилитель объединяется с входными буферами для формирования инструментального усилителя .
• Индуктор, в котором пара сигнальных проводов проходит по одному и тому же пути через индуктор, например, в конфигурации бифилярной обмотки , используемой в магнитопроводах Ethernet. ^[1] Полезен для сигналов переменного и постоянного тока, но будет фильтровать только синфазные сигналы более высокой частоты.
• Трансформатор , который полезен только для сигналов переменного тока и отфильтрует любую форму синфазного шума, но может использоваться в сочетании с бифилярно намотанной катушкой для устранения емкостной связи синфазных сигналов более высокой частоты через трансформатор. Используется в витой паре Ethernet. ^[2]

Фильтрация синфазного сигнала может также использоваться для предотвращения выхода шума в целях электромагнитной совместимости:

• Высокочастотные синфазные сигналы (например, радиочастотный шум от вычислительной схемы) можно заблокировать с помощью ферритовой бусины , зажатой снаружи кабеля. Они часто наблюдаются на блоках питания ноутбуков около гнезда, а также на высококачественных кабелях USB для мыши или принтера и кабелях HDMI . ^[3]

• Импульсные источники питания включают в себя индукторы фильтрации общего и дифференциального режима для блокировки шума коммутационного сигнала, возвращающегося в сетевую проводку. ^[4]

Коэффициент подавления синфазных помех — это мера того, насколько хорошо схема устраняет синфазные помехи.

Ссылки

1. "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2013-12-17 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
2. "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2016-03-04 . Получено 2013-12-17 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
3. "Архивная копия" (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 2012-07-06 . Получено 2013-05-07 .{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия как заголовок ( ссылка )
4. Понимание и контроль синфазных излучений в мощных электронных устройствах. Архивировано 08.11.2020 на Wayback Machine.

 В этой статье использованы материалы из Федерального стандарта 1037C. Администрация общих служб . Архивировано из оригинала 2022-01-22.