Warum ist die Interferenz der RS-422-Schnittstelle unempfindlich?

Ich versuche Unterschiede zwischen RS-232 und RS-485 zu verstehen. Ich verstehe einfach nicht, was das Kernprinzip hinter dem RS-422-Inferenzwiderstand ist. Ist es die Anzahl der Drähte (4 statt 3)? Liegt es daran, dass diese Drähte verdrillt sind?

Zusammenfassung
In einem symmetrischen Signal führen beide Drähte das Signal, wobei ein Draht das Minus des anderen ist. Im Empfänger werden beide subtrahiert, was das Doppelte des Signals des positiven Drahtes ergibt. Wenn beide Drähte eine Störung aufnehmen, wird diese durch die Subtraktion aufgehoben.

Verdrillte Drähte reduzieren die Induktivität, da sich das Feld bei jeder halben Verdrillung umkehrt. Eine in einer halben Verdrehung induzierte induktive Störung wird daher durch die nächste halbe Verdrehung aufgehoben.

Siehe diese Antwort für weitere Details.

Der Grund, warum RS-422 Interferenzen so viel besser ablehnt, liegt darin, dass es sich um ein sogenanntes Balanced Line- Übertragungssystem handelt.

In einem symmetrischen Leitungssystem wird das Signal zweimal übertragen. Einmal als normales "positives" Signal und einmal als "negatives" Signal.

Stellen Sie sich vor, Sie erhalten ein Signal, das aus den Binärziffern 01110010 besteht (wir ignorieren jede Zeilencodierung wie Manchester usw.).

Das positive Signal kann beispielsweise übertragen werden als:

+ 0v  5v  5v  5v 0v 0v  5v 0v

Das negative Signal könnte sein:

- 0v -5v -5v -5v 0v 0v -5v 0v

Am Empfangsende werden diese beiden Signale voneinander subtrahiert. Wie Sie wissen, werden durch Subtrahieren eines negativen Werts von einem positiven Wert die beiden negativen Werte gelöscht und zwei positive Zahlen addiert:

= 0v 10v 10v 10v 0 0 10v 0v

Wenn nun Rauschen eingeführt wird, weil die Drähte miteinander verdrillt sind, wird das Rauschen in (ungefähr) gleichen Mengen in die positiven und negativen Leitungen gleich induziert. Angenommen, in der Mitte unserer Binärsequenz wird eine Spitze von +3 V Rauschen eingeführt. Die neue Sequenz würde ungefähr so ​​aussehen:

+ 0v  5v  5v  8v 3v 0v  5v 0v
- 0v -5v -5v -2v 3v 0v -5v 0v

Die resultierenden subtrahierten Werte wären also:

= 0v 10v 10v 10v 0v 0v 10v 0v

Sehen Sie, wie das Geräusch vollständig verschwunden ist.

Das gleiche Prinzip wird in vielen Hochgeschwindigkeitskommunikationssystemen wie USB, Ethernet, HDMI usw. verwendet.

Es wird auch in professionellen Audiogeräten verwendet, bei denen ein Signal von einem Mikrofon so rauschfrei wie möglich sein muss - es ist nicht nur eine digitale Sache.

Was Stevenh gesagt hat plus:

In einem unsymmetrischen System wie RS232 wird das Signal auf Masse bezogen und jedes in der Schaltung induzierte "Gleichtakt" -Signal wird mit dem Signal kombiniert.

Auf Telefonleitungen, die ausgeglichen sind, kann das induzierte Wechselstrom-Netzrauschen viele Volt betragen, während das Sprachsignal bestenfalls 10 mV beträgt. Da das Geräusch jedoch auf beiden Beinen gleichermaßen induziert wird, wird es vom Empfänger ignoriert, der nur den Unterschied betrachtet. Wenn Sie eine Telefonleitung aus dem Gleichgewicht bringen, kommt es zu einem massiven Netzbrummen.

Wenn Sie sich eingehender mit den Auswirkungen symmetrischer differentieller Signalpfade und dem Management von EM / RF-Interferenzen befassen möchten, empfehlen wir Ihnen dringend, einige Artikel von Bill Whitlocks zu den Themen bei Jenson Transformers zu lesen.

http://www.jensen-transformers.com/apps_wp.html

http://www.jensen-transformers.com/an/ingenaes.pdf