Односторонняя передача сигналов — это самый простой и наиболее часто используемый метод передачи электрических сигналов по проводам . Один провод несет переменное напряжение , которое представляет сигнал, в то время как другой провод соединен с опорным напряжением, обычно заземлением . Основная альтернатива односторонней передаче сигналов называется дифференциальной передачей сигналов , когда два проводника несут сигналы, равные по величине, но противоположной электрической полярности .
Односторонняя передача сигналов менее затратна в реализации, чем дифференциальная, но у нее есть явный недостаток: односторонняя система требует напряжения питания, равного максимальной амплитуде принимаемого сигнала, тогда как дифференциальная система требует только напряжения, составляющего половину амплитуды принимаемого сигнала. Для заданного напряжения питания дифференциальная система выдает сигналы с удвоенной амплитудой и, следовательно, имеет вдвое лучшую помехоустойчивость ( соотношение сигнал/шум на 6 дБ выше ), чем односторонняя система.
Главное преимущество однопроводной сигнализации над дифференциальной заключается в том, что для передачи нескольких сигналов требуется меньше проводов. Если есть n сигналов, то есть n +1 проводов, один для каждого сигнала и один для заземления, в то время как дифференциальная сигнализация использует не менее 2 n проводов. Недостатком однопроводных систем, использующих общий возврат, является то, что обратные токи для всех сигналов используют один и тот же проводник (даже если используются отдельные заземляющие провода, заземления неизбежно соединяются вместе на каждом конце), и это иногда может вызывать помехи (перекрестные помехи) между сигналами.
Односторонняя передача сигналов широко используется и встречается во многих распространенных стандартах передачи данных, включая:
Для одностороннего сигнала можно использовать широкий спектр разъемов. Некоторые распространенные разъемы для бытового и развлекательного оборудования включают: Некоторые виды разъемов, хотя они чаще используются для сбалансированных пар, иногда используются для одностороннего режима работы:
Широко используемая система RS-232 является примером одностороннего сигнала, который использует ±12 В для представления сигнала и все, что меньше ±3 В, для представления отсутствия сигнала. Высокие уровни напряжения дают сигналам некоторую устойчивость к шуму, поскольку немногие естественные сигналы могут создавать напряжение такой величины. Они также имеют преимущество, требуя только одного провода на сигнал. Однако у них также есть серьезный недостаток: они не могут работать на высоких скоростях. Эффекты емкости и индуктивности , которые отфильтровывают высокочастотные сигналы, ограничивают скорость.
Исторически электрический телеграф использовал одноконцевую сигнализацию с возвратом через землю , таким образом полностью устраняя необходимость в обеспечении обратного проводника и существенно снижая стоимость линий дальней связи. Телеграф является самым ранним использованием одноконцевой линии передачи, но в настоящее время она устарела.