सामान्य-मोड शोर क्या है?
व्यावहारिक रूप से सभी एकीकृत सर्किट (और सामान्य रूप से सर्किट) में "ग्राउंड" या "जीएनडी" नाम का एक पिन होता है, या डेटशीट "वीएसएस को ग्राउंड से कनेक्ट करें" जैसी चीजें कहती हैं।
जब डेटा "एक लंबी दूरी" संचारित करता है, तो तार एंटेना के रूप में कार्य करते हैं और आसानी से शोर के कुछ वोल्ट उठा सकते हैं, और शोर को भी विकिरण कर सकते हैं। इसलिए, उदाहरण के लिए, एक बॉक्स में एक चिप पर एक आउटपुट पिन एक "0" को लगभग 0.5 वी के रूप में प्रसारित कर सकता है और एक "1" बिट को लगभग 2.5 वोल्ट के रूप में प्रसारित कर सकता है, उसी "लाइन ड्राइवर" चिप के ग्राउंड पिन के सापेक्ष मापा जाता है ।
दूर के स्थान पर, तार का दूसरा छोर अक्सर "लाइन रिसीवर" चिप पर पिन से जुड़ा होता है। शोर के कारण, उस इनपुट पिन पर वोल्टेज, उसी लाइन रिसीवर के ग्राउंड पिन के सापेक्ष मापा जाता है, अक्सर -1.5 V से +2.5 V तक कहीं भी हो सकता है जब ट्रांसमीटर "0" भेजने की कोशिश कर रहा हो, और जब भी ट्रांसमीटर "1" भेजने की कोशिश कर रहा है, तो 0.5 वी से 4.5 वी की सीमा में कहीं भी।
इसलिए रिसीवर संभवतः कैसे जान सकता है कि ट्रांसमीटर 1 या 0 भेजने की कोशिश कर रहा है, जब उसे 0.9 या 2.2 जैसा वोल्टेज मिलता है?
इस वजह से, लंबी दूरी पर प्रेषित डेटा को अक्सर संतुलित जोड़ी के ऊपर अंतर सिग्नलिंग का उपयोग करके भेजा जाता है , अक्सर एक मुड़ जोड़ी । विशेष रूप से, यूएसबी, कैनबस और मिडी केबल में डेटा के लिए एक एकल मुड़ जोड़ी शामिल है; "2-लाइन" टेलीफोन और फायरवायर दो मुड़ जोड़े का उपयोग करते हैं; CAT5e ईथरनेट केबल में चार मुड़ जोड़े शामिल हैं; अन्य सिस्टम और भी जोड़े का उपयोग करते हैं। अक्सर (लेकिन हमेशा नहीं), केबलों के एक ही बंडल में कुछ अन्य "ग्राउंड वायर" होता है।
हम इनमें से एक तार को "प्लस" या "पॉजिटिव" या "+" या "पी", और दूसरे वायर "माइनस" या "-" या "निगेटिव" या "एन" के रूप में लेबल करते हैं। इसलिए जब मैं "CLK" और "MOSI" सिग्नल को एक स्थान से दूसरे स्थान पर पहुंचाना चाहता हूं, तो मेरे केबल में pCLK, nCLK, pMOSI, nMOSI लेबल वाले 4 तार हैं।
सामान्य तरीका वोल्टेज कि रिसीवर के GND पिन के सापेक्ष - CLK के दो CLK तारों, (PCLK + nCLK) / 2, रिसीवर पर मापा की औसत है।
MOSI का सामान्य मोड वोल्टेज दो MOSI तारों का औसत है, (pMOSI + nMOSI) / 2, रिसीवर पर मापा जाता है - उस रिसीवर के GND पिन के सापेक्ष।
लाइन ड्रायवर को डिज़ाइन करने वाले लोग उन्हें "p" लाइन को बस उतना ही खींचने की कोशिश करते हैं और साथ ही साथ "n" लाइन नीचे जाती है, और इसके विपरीत, इसलिए औसत वोल्टेज (ड्राइवर पर मापा गया) स्थिर है - - इस उदाहरण में, ड्राइवर का औसत लगातार 1.5 V है। (Alas, वे कभी पूरी तरह से सफल नहीं होते हैं)।
यदि कोई शोर नहीं था, तो सामान्य मोड वोल्टेज भी समान स्थिर मूल्य होगा - लेकिन अफसोस, यह नहीं है।
जब भी डेटा को अंतर सिग्नलिंग के साथ प्रसारित किया जाता है, तो शोर-रहित सामान्य मोड वोल्टेज और वास्तविक सामान्य मोड वोल्टेज के बीच का अंतर पूरी तरह से शोर के कारण होता है। उस अंतर को सामान्य-मोड शोर कहा जाता है।
सामान्य-मोड शोर के 3 मुख्य कारण हैं:
- "-" कई अंतर जोड़े के तरीके कि "+" और स्विच कर सकता नहीं में संचालित कर रहे पर तारों वास्तव में एक ही समय, या बिल्कुल एक ही वोल्टेज से, या पर लाइन चालक की शक्ति रेल लीक पर शोर का शायद थोड़ी मात्रा केवल "+" तार और नहीं "-" तार, जिससे कुछ सामान्य-मोड शोर होता है। ( केबल के "ड्राइवर" छोर पर एक फेराइट चोक आमतौर पर इस स्रोत से सामान्य-मोड शोर को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है)।
- केबल बंडल में अन्य तार जोड़ी के एक तार में अन्य की तुलना में अधिक ऊर्जा का रिसाव कर सकते हैं - आमतौर पर कैपेसिटिव युग्मन के माध्यम से। (प्रत्येक जोड़ी को घुमाकर प्रत्येक लंबाई में एक अलग संख्या में ट्विस्ट आमतौर पर इस स्रोत से सामान्य-मोड शोर को कम करने के लिए उपयोग किया जाता है)।
- बाहरी हस्तक्षेप - अक्सर प्रेरक युग्मन के माध्यम से।
आम-मोड शोर समस्याग्रस्त कैसे हो सकता है?
लोग सामान्य मोड शोर को अस्वीकार करने के लिए लाइन रिसीवर डिजाइन करने का प्रयास करते हैं। (काश, वे कभी पूरी तरह से सफल नहीं होते)। लेकिन ऐसी प्रणाली में भी जो इस तरह की लाइन रिसीवर्स के साथ डिफरेंशियल सिग्नलिंग का उपयोग करती है, सामान्य-मोड शोर अभी भी समस्याग्रस्त हो सकता है:
लंबे संचार तार एंटेना के रूप में कार्य करते हैं। यदि लाइन ड्राइवर तारों के नीचे बहुत अधिक सामान्य-मोड शोर भेजता है, तो यह अन्य उपकरणों के साथ रेडियो-आवृत्ति के हस्तक्षेप का कारण बनता है, और सिस्टम को विद्युत चुम्बकीय संगतता (EMC) के लिए FCC परीक्षण या CE परीक्षण या दोनों को विफल करने का कारण बनता है।
लाइन-रिसीवर के माध्यम से कुछ सामान्य-मोड शोर लीक होते हैं - सामान्य-मोड अस्वीकृति अनुपात अनंत नहीं है। यह एनालॉग सिग्नल के साथ एक बड़ी समस्या है; आमतौर पर डिजिटल वाले और शून्य के साथ कोई समस्या नहीं है।
अधिकांश एकीकृत सर्किट सही काम नहीं करते हैं, जब कोई भी पिन बहुत अधिक या दो निम्न - वोल्टेज से कम होता है, जो जीएनडी पिन के नीचे 0.6 वी से कम होता है और पावर पिन के ऊपर 0.6 वी से अधिक होता है। चूंकि आम-मोड का शोर आसानी से "+" या "-" सिग्नल को धक्का दे सकता है, या दोनों, उस सीमा के बाहर, लाइन रिसीवर सर्किट को या तो तारों को विशेष एकीकृत सर्किट (जैसे "विस्तारित कॉमन-मोड आरएस -485 ट्रांसीवर) से कनेक्ट करना होगा ") जो इस तरह की यात्रा को संभाल सकता है; या कुछ गैर-एकीकृत सर्किट घटक से तारों को कनेक्ट करें जो आईसीएस को इस तरह के भ्रमण से बचाता है - जैसे कि मिडी में उपयोग किए गए ऑप्टो-आइसोलेटर या ईथरनेट में उपयोग किए जाने वाले ट्रांसफार्मर।