"सामान्य-मोड" शोर क्या है?


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क्या कोई समझा सकता है कि "सामान्य-मोड" शोर क्या है, और यह समस्याग्रस्त कैसे हो सकता है?

मैं सामान्य रूप से एक सिग्नल पर "शोर" को समझता हूं। यदि मेरे पास सर्किट बोर्ड पर "शोर" + 5V रेल है, तो मुझे +5 का निरंतर मूल्य नहीं मिल रहा है, यह उस मामूली मूल्य के ऊपर और नीचे के आसपास उछल रहा होगा ... ... लेकिन अभी भी रिश्तेदार सर्किट के लिए COM

"कॉमन-मोड" शोर की मेरी बहुत अस्पष्ट समझ यह है कि यह वह जगह है जहां दोनों पक्ष एक साथ समान रूप से भिन्न हो रहे हैं । (यह वह जगह है जहां मेरी समझ टूट जाती है), यह जोड़ी सम्मान के साथ चारों ओर उछल रही है ... ... क्या? अर्थिंग?

जवाबों:


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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।


इसलिए, एक माइक्रोप्रोसेसर के लिए एक डिजिटल इनपुट के संदर्भ में यह कहना उचित होगा कि यह एक विशिष्ट समस्या से कम है और परिमाण का एक सामान्य मामला है?
एडम हेड

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हाँ। यह एक विशिष्ट समस्या नहीं है जो आपके पास है या आप नहीं हैं - प्रत्येक अंतर सिग्नलिंग संचार प्रणाली में कम से कम थोड़ा सामान्य मोड शोर है। व्यावहारिक रूप से आम-मोड शोर की किसी भी राशि को अस्वीकार किया जा सकता है - त्रुटि-रहित संचार दे रहा है। शोर का परिमाण नियंत्रित करता है कि क्या आप एक साधारण अंतर रिसीवर के साथ दूर जा सकते हैं, या विस्तारित सामान्य-मोड रिसीवर के लिए थोड़ा अधिक खर्च करना चाहिए, या उस शोर को अस्वीकार करने के लिए कुछ और अधिक महंगा खरीदने के लिए मजबूर किया जाता है।
davidcary

शानदार उत्तर लेकिन "सामान्य-मोड शोर के 3 मुख्य कारण हैं" पहले 2 कारण प्रकृति में सामान्य मोड शोर नहीं हैं, बल्कि अंतर शोर के रूप हैं।
भुवनेश नारायणन

@ भुवनेश नारायणन: हां, उन दोनों चीजों के कारण अंतर शोर है। लेकिन वे भी सामान्य-मोड शोर का कारण बनते हैं, है ना?
डेविडेसी

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ठीक है, मैं आपकी बात देख रहा हूं। आपके कहने का मतलब है कि अंतर शोर भी सामान्य मोड शोर का एक रूप है, लेकिन यह पाठक को भ्रमित करता है जबकि वह अभी भी सामान्य मोड शोर को समझने की कोशिश कर रहा है। यदि फोकस केवल सामान्य मोड शोर पर अधिक है जो दोनों संकेतों को प्रभावित करता है तो यह पाठक को अधिक स्पष्टता देगा और आगे इस अंतर शोर के बाद सामान्य मोड शोर का एक रूप विशेष रूप से उल्लेख किया जा सकता है।
भुवनेश नारायणन

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"कॉमन मोड वोल्टेज" दोनों सिग्नल पथों पर बस दिखने वाला औसत है। एक अंतर एम्पलीफायर के दो इनपुट के संदर्भ में मेरे लिए यह सोचना आसान है, जहां सामान्य मोड वोल्टेज को स्पष्ट रूप से रूप में परिभाषित किया गया है । क्या यह संख्या दर्शाती है कि कुछ लोग शोर पर विचार करते हैं या दूसरे क्या संकेत मानते हैं, परिभाषा के संबंध में अप्रासंगिक है।(वी++वी-)/2

अब, क्यों इसके समस्याग्रस्त के लिए, कभी-कभी यह है, कभी-कभी यह नहीं है। आमतौर पर, मेरा लक्ष्य आम मोड के रूप में सभी एम्प शोर को एक अच्छे एम्पलीफायर के रूप में प्रकट करना है, और इसे प्राप्त करने के लिए मुड़ जोड़े का उपयोग करें। "गुड" से मेरा मतलब है कि एक उच्च आम मोड अस्वीकृति अनुपात वाला एम्पलीफायर। इस तरह के एक एम्पलीफायर के लिए, विभेदक संकेत ( प्रवर्धित हो जाते हैं और सामान्य मोड के वोल्टेज को जाता है (यदि आप इसे सही तरीके से कर रहे हैं तो बहुत ही कम हो जाता है)। यदि आप मुड़ जोड़ी का उपयोग नहीं करते हैं, तो प्रत्येक सिग्नल पथ ईएम शोर का एक बहुत अलग पैटर्न देख सकता है, इसलिए ईएम शोर अब सामान्य मोड नहीं है, लेकिन अंतर है।वी+-वी-)

अंतर को उजागर करने वाला एक विशेष उदाहरण प्रो ऑडियो है, जो एक्सएलआर कनेक्टर्स, बनाम उपभोक्ता ऑडियो के साथ मुड़ जोड़ी केबल का उपयोग करते हुए संकेतों को पास करता है, जो सिंगल-एंड सिग्नल पासिंग का उपयोग करता है।

यहां तक ​​कि सामान्य मोड शोर भी समस्याग्रस्त है यदि आपके पास उच्च सामान्य मोड अस्वीकृति अनुपात नहीं है। उदाहरण के लिए, यदि आप एक "विशिष्ट" एक op-amp अंतर एम्पलीफायर का निर्माण करते हैं, जो खराब सहनशील (यानी, अधिकांश) प्रतिरोधों के साथ है, तो सामान्य मोड अस्वीकृति अनुपात खराब होगा।

तो, वापस "क्यों यह समस्याग्रस्त है"? - अंतर शोर की तुलना में इसकी कम समस्याग्रस्त, लेकिन जरूरी नहीं कि शोर के संकेतों से छुटकारा पाने के लिए एक जादू की तकनीक है, खासकर यदि हार्डवेयर सामान्य मोड संकेतों को बेहतर रूप से शामिल करने के लिए नहीं बनाया गया है।


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सही है, वे दोनों पृथ्वी के सापेक्ष उछल रहे हैं या जो भी आप अपने संदर्भ को 0V कहते हैं। कल्पना कीजिए कि यह वसंत की बैटरी की तरह है - बैटरी का वोल्टेज स्थिर रहता है लेकिन बैटरी खुद ही सारी जगह उड़ रही है। हाँ मुझे पता है, यह एक बुरा सादृश्य है !!!


मैं जॉन से सहमत हूं और सादगी की सराहना करता हूं
एडम हेड

जितना आप सोचते हैं, उससे अच्छा चित्रण।
टोनीएम

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आमतौर पर, सामान्य मोड शोर एक अंतर जोड़ी के दोनों तारों को संदर्भित करता है जो डिवाइस से बिजली की आपूर्ति के सापेक्ष उछलता है जो उनसे इनपुट ले रहा है। क्या उछाल को नकारात्मक रेल, सकारात्मक रेल के सापेक्ष मापा जाता है, या कुछ बिंदु आम तौर पर ज्यादा मायने नहीं रखते हैं, क्योंकि ऐसे मामलों में जहां सामान्य-मोड शोर मायने रखता है, यह अक्सर बिजली-आपूर्ति शोर की तुलना में अधिक महत्वपूर्ण परिमाण का एक आदेश है।

यदि किसी उपकरण के इनपुट में नकारात्मक रेल के सापेक्ष सामान्य-मोड शोर के 0.1 वोल्ट हैं, और डिवाइस अपनी बिजली-आपूर्ति पर शोर का 10mv है, तो कोई बात नहीं, जो बिजली की आपूर्ति संदर्भ बिंदु एक उठाता है, सामान्य-मोड शोर होगा 0.09 और 0.11 वोल्ट के बीच कहीं हो। यदि आम-मोड शोर के 0.1 वोल्ट की समस्या नहीं होगी, तो 0.11 शायद नहीं होगा; यदि 0.1 वोल्ट एक समस्या होगी, तो 0.09 शायद भी होगा।


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सामान्य मोड शोर तीन चरणों या तटस्थ और जमीन के बीच होता है, जबकि सामान्य मोड शोर तीन चरण लाइव कंडक्टर के बीच होता है। आगे के विवरण के लिए डुगन द्वारा बिजली की गुणवत्ता की किताब देखें और एट अल को चिह्नित करें।

डॉ। नसरुल्ला खान

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