Sygnalizacja jednostronna

Sygnalizacja single-ended jest najprostszą i najczęściej stosowaną metodą przesyłania sygnałów elektrycznych przewodami . Jeden przewód przenosi zmienne napięcie reprezentujące sygnał, podczas gdy drugi przewód jest podłączony do napięcia odniesienia, zwykle do masy . Główną alternatywą dla sygnalizacji single-ended jest sygnalizacja różnicowa , w której dwa przewodniki przenoszą sygnały o równej wielkości, ale o przeciwnej biegunowości elektrycznej .

Sygnalizacja single-ended jest tańsza w implementacji niż różnicowa, ale ma wyraźną wadę: system single-ended wymaga napięcia zasilania równego maksymalnej amplitudzie odbieranego sygnału, podczas gdy system różnicowy wymaga tylko połowy napięcia amplitudę odbieranego sygnału. Zatem dla danego napięcia zasilania system różnicowy wytwarza sygnały o dwukrotnie większej amplitudzie, a zatem ma dwukrotnie lepszą odporność na zakłócenia ( stosunek sygnału do szumu wyższy o 6 dB ) niż system single-ended.

Główną zaletą sygnalizacji single-ended w porównaniu z sygnalizacją różnicową jest to, że do przesyłania wielu sygnałów potrzeba mniej przewodów. Jeśli jest n sygnałów, to jest n +1 przewodów, po jednym dla każdego sygnału i jeden dla masy, podczas gdy sygnalizacja różnicowa wykorzystuje co najmniej 2 n przewodów. Wadą systemów single-ended wykorzystujących wspólny powrót jest to, że prądy powrotne dla wszystkich sygnałów wykorzystują ten sam przewodnik (nawet jeśli używane są oddzielne przewody uziemiające, uziemienia są nieuchronnie połączone ze sobą na każdym końcu), co może czasami powodować interferencja (przesłuch) między sygnałami.

Normy

Sygnalizacja single-ended jest szeroko stosowana i można ją zobaczyć w wielu popularnych standardach transmisji, w tym:

Komunikacja szeregowa RS-232
Złącza myszy i klawiatury PS/2
Magistrala szeregowa I²C
Obwody TTL
Obwody logiczne CMOS
Obwody ECL
Większość równoległych magistrali komputerowych, takich jak:
- Magistrala VME
- PCI
złącza wideo VGA
Interfejsy SCSI dla dysków twardych i innych urządzeń peryferyjnych
Równoległe interfejsy ATA dla dysków twardych i innych urządzeń peryferyjnych

Złącza

Szeroka gama złączy może być używana do sygnalizacji single-ended. Niektóre typowe złącza do sprzętu domowego i rozrywkowego obejmują; Niektóre rodzaje złączy, choć częściej używane do par zrównoważonych, są czasami używane do operacji single-ended:

Gniazda RCA (złącza gramofonowe)
wtyczki typu jack

Przykład

Szeroko stosowany system RS-232 jest przykładem sygnalizacji single-ended, która wykorzystuje ±12 V do reprezentowania sygnału i cokolwiek mniejszego niż ±3 V do reprezentowania braku sygnału. Wysokie poziomy napięcia zapewniają sygnałom pewną odporność na zakłócenia, ponieważ niewiele naturalnie występujących sygnałów może wytworzyć napięcie o takiej wielkości. Mają też tę zaletę, że wymagają tylko jednego przewodu na sygnał. Jednak mają też poważną wadę: nie mogą biegać z dużymi prędkościami. Efekty pojemności i indukcyjności , które odfiltrowują sygnały o wysokiej częstotliwości, ograniczają prędkość.

Historycznie rzecz biorąc, telegraf elektryczny wykorzystywał sygnalizację jednostronną z uziemieniem , całkowicie eliminując w ten sposób potrzebę zapewnienia przewodu powrotnego i znacznie zmniejszając koszt linii długodystansowych. Telegraf jest najwcześniejszym zastosowaniem typu linii przesyłowej z pojedynczą końcówką, ale jest już przestarzały.

Zobacz też