Perché l'interfaccia RS-422 non è sensibile alle interferenze?


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Sto cercando di capire le differenze tra RS-232 e RS-485. Semplicemente non capisco qual è il principio alla base della resistenza alle interferenze RS-422? È il numero di fili (4 anziché 3)? È perché questi fili sono attorcigliati?

Risposte:


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Sommario
In un segnale bilanciato entrambi i fili portano il segnale, con un filo il negativo dell'altro. Nel ricevitore vengono sottratti entrambi, dando il doppio del segnale del filo positivo. Se entrambi i fili rilevano un disturbo, questo verrà annullato dalla sottrazione.

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I fili intrecciati riducono l'induttanza perché il campo si inverte ad ogni mezzo giro. Un disturbo induttivo indotto in un mezzo giro verrà quindi cancellato dal mezzo giro successivo.

Vedi questa risposta per maggiori dettagli.



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La ragione per cui RS-422 è molto meglio nel respingere le interferenze è perché è ciò che è noto come un sistema di trasmissione a linea bilanciata .

In un sistema a linea bilanciata il segnale viene trasmesso due volte. Una volta come segnale "positivo" normale e una volta come segnale "negativo".

Immagina se vuoi un segnale costituito dalle cifre binarie 01110010 (ignoreremo qualsiasi codifica di linea come Manchester, ecc.).

Il segnale positivo può essere trasmesso come, ad esempio:

+ 0v  5v  5v  5v 0v 0v  5v 0v

Il segnale negativo potrebbe essere:

- 0v -5v -5v -5v 0v 0v -5v 0v

All'estremità ricevente questi due segnali vengono sottratti l'uno dall'altro. Come sapete, sottraendo un valore negativo da un valore positivo si annullano i due negativi ed è come aggiungere due numeri positivi:

= 0v 10v 10v 10v 0 0 10v 0v

Ora, quando viene introdotto il rumore, poiché i fili sono intrecciati insieme, il rumore viene indotto allo stesso modo in entrambe le linee positiva e negativa in quantità (approssimativamente) uguali. Quindi supponiamo che ci sia un picco di rumore + 3v introdotto nel mezzo della nostra sequenza binaria. La nuova sequenza sarebbe simile a:

+ 0v  5v  5v  8v 3v 0v  5v 0v
- 0v -5v -5v -2v 3v 0v -5v 0v

Quindi i valori sottratti risultanti sarebbero:

= 0v 10v 10v 10v 0v 0v 10v 0v

Guarda come il rumore è completamente svanito.

Questo stesso principio viene utilizzato in molti sistemi di comunicazione ad alta velocità, come USB, Ethernet, HDMI, ecc.

Viene anche utilizzato in apparecchiature audio professionali in cui un segnale proveniente da un microfono deve essere il più silenzioso possibile - non è solo una cosa digitale.


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Cosa ha detto Stevenh in più:

In un sistema sbilanciato come RS232 il segnale è referenziato a terra e qualsiasi segnale di "modo comune" indotto nel circuito sarà combinato con il segnale.

Sui circuiti telefonici, che sono bilanciati, il rumore indotto dalla rete CA può essere di molti Volt mentre il segnale vocale è al massimo 10 di mV. Ma poiché il rumore è indotto in egual misura su entrambe le gambe, viene ignorato dal ricevitore che osserva solo la differenza. Sbilancia un circuito telefonico e otterrai massicci livelli di ronzio di rete.


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