双绞线抗干扰及抗串扰原理

双绞线抗干扰及抗串扰原理

一、双绞线传输原理

双绞线传输器的基本原理 单端信号—差分信号—双绞线--差分信号—单端信号。无论是有源传输器还是无源传输器都是这个原理。

同轴电缆属于屏蔽导体，因此可以支持千兆赫以上的频率。正因为信号经由中央导线传送，而外层屏蔽则连接地线，所以同轴电缆被视为“非平衡”的线路系统

视频信号传输可分为非平衡式和平衡式两种传输方式。视频线传输是属于非平衡传输方式，双绞线传输是属于平衡传输方式，所以要用双绞线传输视频信号，必须在在摄像机输出时将非平衡的视频信号转换为平衡视频信号，在接收端再将平衡视频信号转换为非平衡视频信号。一个基本的双绞线视频传输系统如图１所示。图中的A1是差分信号发送放大器，完成非平衡信号到平衡信号的转换，A2是差分信号接收放大器，完成平衡信号到非平衡信号的转换。

图1

二、双绞线消除干扰的原理

在双绞线中，干扰主要来自以下两方面：第一，外部干扰。第二，同一电缆内部对线之间的相互串扰。

1、双绞线对外部干扰的抑制

1.1 干扰信号对平行线的干扰，见图2。Us为干扰信号源，干扰电流Is在双线的两条导线L1、L2上产生的干扰电流分别是I1和I2。由于L1距离干扰源较近，因此，I1>I2，I=I1―I2≠0，有干扰电流存在。

1.2 干扰信号对扭绞双线回路的干扰见图3。

与图2不同的是，双线回路在中点位置进行了一次扭绞。在L1上存在干扰电流I11和I12，在L2上存在干扰电流I21和I22, 干扰电流I=I21+I22-I11-I12，由于两段线路的条件相同，所以，总干扰电流I=0。所以只要设置合理的绞距，就能达到消除干扰的目的。

图3

2、同一电缆内部各线对之间的串扰

2.1 两个未绞双线回路间的串扰见图4。

其中Ue为主串回路，Us为被串回路。导线L1上的电流I1在被串回路L3和L4中产生感应电流I31和I41 ,I41>I31，在被串回路中形成串扰电流I11=I41-I31，同样，导线L2上的电流I2在被串回路L3和L4中产生感应电流I32和I42，I42>I32，在被串回路中形成串扰电流I12=I32-I42，总干扰电流I=I11+I12，由于L1与L3、L4的距离比L2较近，I=I11+I12>0，在回路Us中形成干扰。

2.2 两个绞距不同的双线回路见图6。

回路Ue在中点作扭绞。回路Us除在中点作扭绞外，还在A段和B段的二分之一处分别作扭绞。

下面以回路Ue为主串回路，回路Us为被串回路。分为A、B两段，先分析A段的串扰。在A段内，回路Ue未作扭绞，而回路Us在二分之一处作扭绞；根据1.2节的分析可知，由于回路Us在A段的中点扭绞，导线L1对回路Us的干扰电流为零。同样道理，导线L2对回路Us的干扰电流也为零。因此，在A段，回路Ue对回路Us的串扰电流为零。

B段的情况与A段完全相同，在B段串扰电流也为零。因此，回路Ue对回路Us的总串扰为零。所以，两个独立的双绞线回路，只要设计合理的绞距，是可以消除相互串扰.

图

图6