Синфазный сигнал

Напряжение, общее для обеих входных клемм электрического устройства

В электротехнике синфазный сигнал — это одинаковая составляющая напряжения , присутствующая на обеих входных клеммах электрического устройства. В телекоммуникациях синфазный сигнал на линии передачи также известен как продольное напряжение .

Синфазные помехи (CMI) — это тип синфазного сигнала. Синфазные помехи — это помехи, возникающие на обоих сигнальных проводах, или когерентные помехи, затрагивающие два или более элементов сети.

В большинстве электрических цепей полезные 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 отнесении к местной общей линии или земле на обеих линиях двухпроводного кабеля появляется синфазный сигнал, синфазный и с равными амплитудами. Технически синфазное напряжение представляет собой половину векторной суммы напряжений от каждого проводника симметричной цепи к местной земле или общей земле. Такие сигналы могут возникать из одного или нескольких из следующих источников:

• Излучаемые сигналы одинаково подаются на обе линии,
• Смещение от общего сигнала, созданного в схеме драйвера, или
• Дифференциал заземления между передающим и принимающим пунктами.

Шум , наведенный в кабеле или передаваемый по кабелю, обычно возникает в синфазном режиме, поскольку один и тот же сигнал имеет тенденцию улавливаться обоими проводниками двухпроводного кабеля. Аналогичным образом, радиочастотный шум, передаваемый по кабелю, имеет тенденцию исходить от обоих проводников. Устранение синфазных сигналов на кабелях, входящих или выходящих из электронного оборудования, важно для обеспечения электромагнитной совместимости . Если целью не является 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 посредством смещения постоянного тока. Для датчиков с очень высоким выходным сопротивлением , которым требуется очень высокий коэффициент подавления синфазного сигнала , дифференциальный усилитель объединяется с входными буферами , образуя инструментальный усилитель .
• Индуктор, в котором пара сигнальных проводов проходит по одному и тому же пути через индуктор, например, в конфигурации бифилярной обмотки , такой как используется в магнитных устройствах Ethernet. ^[1] Полезно для сигналов переменного и постоянного тока, но фильтрует только более высокочастотные синфазные сигналы.
• Трансформатор , который полезен только для сигналов переменного тока и будет фильтровать любую форму синфазного шума, но может использоваться в сочетании с катушкой с бифилярной обмоткой для устранения емкостной связи более высокочастотных синфазных сигналов на трансформаторе. Используется в Ethernet по витой паре. ^[2]

Синфазная фильтрация также может использоваться для предотвращения выхода шума в целях электромагнитной совместимости:

• Высокочастотные синфазные сигналы (например, радиочастотный шум вычислительной схемы) можно блокировать с помощью ферритового шарика , прикрепленного к внешней стороне кабеля. Их часто можно наблюдать на блоках питания портативных компьютеров рядом с гнездом, а также на высококачественных USB-кабелях мыши или принтера и кабелях HDMI . ^[3]

• Импульсные источники питания включают в себя общие и дифференциальные фильтрующие индукторы для блокировки помех сигнала переключения, возвращающихся в сетевую проводку. ^[4]

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

Рекомендации

1. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 17 декабря 2013 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
2. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 4 марта 2016 г. Проверено 17 декабря 2013 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
3. «Архивная копия» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 6 июля 2012 г. Проверено 7 мая 2013 г.{{cite web}}: CS1 maint: архивная копия в заголовке ( ссылка )
4. http://www.hottconsultants.com/pdf_files/APEC-2002.pdf. Архивировано 8 ноября 2020 г. на Wayback Machine ^{[ пустой URL-адрес PDF ]}

 Эта статья включает общедоступные материалы из Федерального стандарта 1037C. Управление общего обслуживания . Архивировано из оригинала 22 января 2022 г.