Beeinflusst "Gleichtaktrauschen" nur Single-Ended-Signale?

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In der obigen Abbildung trifft das Gleichtaktrauschen sowohl auf + als auch auf - Drähte.

Hier ist mein Verständnis des "Gleichtaktrauschens":

In einem Single-Ended- System: Der - Draht ist GND und der + Draht trägt das eigentliche Signal, sodass das Rauschen nur den + Draht, aber nicht den - Draht betrifft, da es GND ist. Am Ausgang tritt dann ein Rauschen auf (Differenz der + und - Drähte).

In einem Differential-Ended- System (Differenzialsignalisierung):* führen sowohl die - Ader als auch die + Ader Signale, die sich gegenseitig spiegeln, sodass das gleiche Rauschen gleichzeitig der + Ader und der - Ader hinzugefügt wird. Am Ausgang tritt kein Rauschen auf.

Wenn mein Verständnis richtig ist; heißt das, wenn man von "Gleichtaktrauschen" spricht, spricht man von einem Single-Ended-System?

Differentialsysteme reduzieren die Auswirkungen von Gleichtaktstörungen, beseitigen sie jedoch nicht vollständig. Differentialsysteme haben normalerweise eine Bewertung, die Ihnen sagt, wie viel Gleichtaktrauschen reduziert wird und wie viel Gleichtaktrauschen sie verarbeiten können.

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Wenn mein Verständnis richtig ist; heißt das, wenn man von "Gleichtaktrauschen" spricht, spricht man von einem Single-Ended-System?

Ein differenzieller Empfänger muss das Gleichtaktrauschen "verwalten", und obwohl ein perfekter Empfänger dies sicherlich erreichen wird, tun dies die realen Empfänger nicht. Zum Beispiel (nur ein Beispiel) kann ein Operationsverstärker mit einer Gleichtaktunterdrückung von 100 dB angegeben werden, aber die feinen Details im Datenblatt sagen Ihnen, dass dies möglicherweise nur bei 100 Hz und bei (sagen wir) 10 kHz der Fall ist auf 60 dB herabgesetzt und vielleicht 40 dB bei 100 kHz usw.

Also nein, Gleichtaktrauschen ist ein großes Problem für beide Systemtypen.

Ich denke, Sie meinen, die differenzielle Signalisierung ist im Vergleich zur Single-Ended-Signalisierung immun gegen Rauschen, aber sie ist immer noch nicht perfekt. Einige Operationsverstärkereingänge werden nicht gespiegelt (keine Differenzsignalisierung). Sprechen Sie von Operationsverstärkern mit Differenzeingängen? Sie können Vin+ und Vin- nicht perfekt subtrahieren und diese Qualität hängt von der Amplitude von Vin+ und Vin- wrt GND ab und davon, wie schnell sich die Signale ändern?
Ich verwende Operationsverstärker als Beispiel für einen Chip, der bei steigender Frequenz unter Gleichtaktproblemen leidet. Dasselbe gilt für Geräte, die als Differentialempfänger für analoge oder digitale Signale gedacht sind.
Ich habe mich nur gefragt, was es bedeutet "differentieller Empfänger". Bedeutet dies, dass sie für gespiegelte Eingaben ausgelegt sind, oder bedeutet dies, dass sie die Eingaben subtrahieren?
@doncarlos Alle Differentialempfänger subtrahieren Eingänge und alle müssen "gespiegelte" Eingänge haben, damit die Subtraktion zu einer Signaladdition und Gleichtaktunterdrückung wird.
Bemerkenswert: Geräte mit respektvoller Signalisierung haben nur deshalb Probleme mit Gleichtaktrauschen, weil wir sie, nachdem wir erkannt hatten, dass sie das CM-Rauschen drastisch reduzieren können, einfach weiter vorangetrieben haben, bis das Rauschen wieder zu einem Problem wurde! =)

Nein – Gleichtaktrauschen kann ein Differenzsignal beeinflussen, wenn die Quellenimpedanzen nicht ausgeglichen sind

Vergleichen Sie die beiden Schaltungen unten:

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

In beiden Schaltungen haben wir ein 1,1 kHz, 1 V Gegentaktsignal, das einem 90 Hz, 500 V (!) Gleichtaktsignal überlagert ist, und einen idealen (unendlichen CMRR) Subtrahierer als Empfänger, dessen Eingangsimpedanz durch die Widerstände auf 1 MΩ eingestellt ist die Unterseite der Brücke. In der ersten Schaltung sind die Quellenimpedanzen jedoch perfekt ausgeglichen , während sie in der zweiten Schaltung in einem ziemlich extremen Verhältnis von 10 zu 1 unausgeglichen sind. Die Simulationen der ersten Schaltung zeigen eine nahezu perfekte 1,1-kHz-Sinuswelle am Ausgang des Subtrahierers, während der Ausgang des Subtrahierers im zweiten Schaltkreis mehrere Dutzend mV von 90 Hz enthält. Hoppla!

Die einzige Lösung dafür (außer der Reparatur der schlechten Signalquelle) besteht darin, die Eingangsimpedanz zu erhöhen, die Gleichtaktsignale "sehen", wie in der folgenden Schaltung.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung

Jetzt wurde das Gleichtaktsignal auf Sub-Millivolt-Niveaus reduziert, jedoch auf Kosten einer starken Erhöhung der Eingangsimpedanz des Empfängers, was ab einem bestimmten Punkt unpraktisch wird.

In praktischen Schaltungen können Transformatoren hohe Gleichtaktimpedanzen erreichen, haben aber ihre eigenen Nachteile, da sie sperrig sind, magnetisches Rauschen aufnehmen können und es schwierig ist, damit eine große Bandbreite zu erreichen. In der Solid-State-Welt werden fortschrittliche Bootstrapping-Techniken verwendet (schlagen Sie im "Whitlock-Bootstrap" nach, wenn Sie mehr wissen möchten, aber denken Sie daran, dass es patentiert ist).

Beeinflusst "Gleichtaktrauschen" nur Single-Ended-Signale?
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