双绞线电缆扭曲和干扰信号问题

双绞线电缆扭曲和干扰信号问题

我对网络书中的以下段落感到困惑。“双绞线电缆中的扭曲用于避免不必要的信号。例如,一次扭曲,一根电线靠近噪声源,另一根电线远离噪声源;在下一次扭曲中,情况正好相反。扭曲使得两根电线可能受到不必要的信号的同等影响。这意味着计算两者之间差异的接收器不会接收到不必要的信号。”

现在我明白了扭曲的目的,但我对接收器在接收信号时如何计算差异感到困惑。如何消除不需要的信号?​​我想澄清的另一件事是,我是初学者,请提供一个可以理解的答案。

答案1

电压本身很难测量。事实上,甚至很难定义它。我们总是使用“电压差”。典型的 AA 电池使用化学能来保持其接触点之间 1.5V 的电压差。当电压差迫使电荷流过灯泡的灯丝时,灯泡就会亮。

想象一下瀑布,瀑布的能量仅取决于瀑布顶部和底部的海拔差异。它发生在山顶还是海平面并不重要,只要瀑布本身的长度相同即可。

在旧的“单端”信号(例如 RS-232、并行端口、旧 IDE)中,位由各个电线的电压表示……和“参考点”(或接地)。它始终是一个电压差,但参考是恒定的,所以并不总是被提及。

在“差分信号”(以太网、“超级 scsi”、任何现代串行端口(USB、SATA、SAS、FireWire,甚至 PCI-ex!))中,每个信号由两根导线传输,通常绞合在一起(或印刷电路板上非常接近的走线),接收器不使用公共参考点来测量电压差,而是使用两根信号线之间的差值。这样,导线 A 是 22v 而导线 B 是 25V,或者 A 是 -10v 而 B 是 -7V 都无关紧要;唯一重要的是 B 比 A 高 3V。

答案2

维基百科上有一篇很好的文章双绞线(以下摘录):

在平衡对操作中,两根线传输相等且相反的信号,目的地检测两者之间的差异。这称为差模传输。噪声源通过电场或磁场的耦合将信号引入电线,并倾向于平等地耦合到两根电线。因此,噪声会产生共模信号,当接收差分信号时,该信号会在接收器处被消除。当噪声源靠近信号线时,这种方法开始失效;距离越近的电线与噪声的耦合越强,接收器的共模抑制将无法消除它。这个问题在电信电缆中尤其明显,因为同一电缆中的线对彼此相邻数英里。一对可能会引起另一对的串扰,并且这种串扰会沿着电缆的长度累加。扭绞线对可以抵消这种影响,因为在每半扭绞一次时,最靠近噪声源的电线都会被交换。只要干扰源在单扭绞的距离内保持均匀或几乎均匀,感应噪声就会保持共模。差分信号还可以减少电缆的电磁辐射以及相关的衰减,从而允许交换机之间更大的距离。

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