Ist ein gepuffertes Signal weniger störanfällig?

Ist ein gepuffertes Signal weniger störanfällig?

Interferenz ist im Allgemeinen ein Phänomen, das zwischen dem Ding, das das Signal sendet, und dem Ding, das das Signal empfängt, auftritt. Dies bedeutet normalerweise, dass das Puffern des sendenden Endes unwirksam sein kann. Dies bedeutet auch, dass die Pufferung des Empfangsendes ebenfalls unwirksam sein kann. Das Beste, was Sie zuerst tun müssen, ist, Ihr Signal zu "balancieren".

Unsymmetrische Signale sind störanfällig: -

Die effektivste Methode zur Reduzierung von Interferenzen ist die Verwendung eines symmetrischen Übertragungsverfahrens, dh die Verwendung von zwei miteinander verdrillten Drähten, die am Sendeende von ähnlichen Impedanzen gespeist werden, und dann die Verwendung einer differentiellen Empfangsschaltung am Empfänger. Das Hinzufügen einer Abschirmung zum Twisted-Pair-Kabel fügt eine weitere Ebene der Interferenzvermeidung hinzu.

Symmetrische Signale sind weniger störanfällig: -

Unsymmetrische Signale können symmetriert werden: -

Wenn das Signal, das Sie übertragen möchten, eine sehr kleine Amplitude hat, hilft es natürlich, es vor dem Senden zu verstärken, aber die Nichtverwendung eines symmetrischen Übertragungssystems ist normalerweise der Hauptgrund für schlechte Leistung.

• Differenzialer Vorteil gegenüber nicht-invertierendem Operationsverstärker
• Gleichtakt-Rauschunterdrückung und Erdungs-Instrumentenstromwandler
• Auswirkungen einer Stromerhöhung auf externes Rauschen und SNR bei analoger Übertragung
• Zweck des invertierten Kanals für die UART-Buskommunikation
• "echtes" ausgewogenes Audio?
• Wäre das Verdrillen von 3 Drähten genauso effektiv (oder nahe) wie ein verdrilltes Paar?

Meiner Meinung nach ist die Antwort ja, Pufferung und/oder Verstärkung ist fast immer hilfreich und reduziert die Auswirkungen von Störungen und sollte so nah wie möglich an der Quelle erfolgen. Darüber hinaus müssen Sie die Verkabelung und die Lastimpedanz berücksichtigen, da diese ebenfalls einen großen Einfluss auf die Interferenz haben.

Der Puffer sollte so ausgelegt sein, dass er die Lastimpedanz treiben kann, die wahrscheinlich 50 oder 75 Ohm für Koaxialkabel oder etwa 110 Ohm für Twisted Pair sein wird. Verwenden Sie gegebenenfalls einen Abschlusswiderstand an der Last, um die Impedanz der Verkabelung anzupassen. Wenn Lärm ein Problem darstellt, ist die Verkabelung sehr wichtig. Ich würde immer versuchen, wenn möglich entweder Twisted-Pair- oder Koaxialkabel zu verwenden. Flachbandkabel können auch gut funktionieren, wenn die Signalleitung auf beiden Seiten neben GND verläuft. Koaxialkabel sind viel besser als Twisted-Pair-Kabel, um Rauschen zu unterdrücken.

Wenn das Signal bereits eine hohe Amplitude und eine niedrige Quellenimpedanz hat, dann bringt es wenig, es zu verstärken oder zu puffern.

Wenn das Signal jedoch schwach ist oder von einer Quelle mit hoher Impedanz stammt, werden Sie eine verbesserte Immunität oder ein verbessertes SNR feststellen, indem Sie es puffern (und möglicherweise mit einem rauscharmen Verstärker verstärken), bevor Sie es über ein langes Kabel an einen Empfänger senden.

Videopuffer-ICs können eine gute Option für Signale mit hoher Impedanz sein, die jedoch keine große Verstärkung erfordern.

Warum ist das so? Die Mechanismen, die zu Interferenzen führen, sind typischerweise leistungsbegrenzt. Je niedriger die Impedanz von Kabel und Empfänger ist, desto geringer ist die Amplitude der Rauschkopplung. Das Rauschsignal hat einfach nicht genug Kraft, um bei einer 50-Ohm-Last viel Resonanz hervorzurufen. Wie bereits erwähnt, sollten Sie eine niedrige Lastimpedanz verwenden. Aus diesem Grund müssen Sie möglicherweise ein Signal puffern, das nicht in der Lage ist, 110 Ohm oder 75 Ohm oder 50 Ohm direkt zu treiben.

Bei schwachen HF-Signalen werden die Kabelverluste zwischen Antenne und Empfänger direkt vom SNR des Signals abgezogen. Daher ist es am besten, einen rauscharmen Verstärker (LNA) in der Nähe der Empfangsantenne zu platzieren. Wenn die Kabeldämpfung zwischen Antenne und Empfänger nur einen Bruchteil eines dB beträgt, spielt das keine Rolle. Aber wenn der Kabelverlust erheblich ist und Sie schwache Signale erkennen müssen, kann der LNA helfen.