¿El "ruido de modo común" solo afecta las señales de un solo extremo?

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En la ilustración anterior, el ruido de modo común afecta a los cables + y -.

Aquí está mi comprensión del "ruido de modo común":

En un sistema de un solo extremo : el cable - es GND y el cable + lleva la señal real, por lo que el ruido solo afectará al cable + pero no al cable - ya que es GND. Entonces aparecerá ruido en la salida (diferencia de los hilos + y -).

En un sistema con terminación diferencial (señalización diferencial):* el cable - y el cable + transportan señales que son espejos entre sí, por lo que el mismo ruido se agregará simultáneamente al cable + y al cable -. No aparecerá ruido en la salida.

Si mi entendimiento es correcto; ¿Eso significa que si uno habla de "ruido de modo común", está hablando de un sistema de un solo extremo?

Los sistemas diferenciales reducen los efectos del ruido de modo común, pero no lo eliminan por completo. Los sistemas diferenciales suelen tener una clasificación que indica cuánto ruido de modo común se reducirá y cuánto ruido de modo común pueden manejar.

Respuestas (2)

Si mi entendimiento es correcto; ¿Eso significa que si uno habla de "ruido de modo común", está hablando de un sistema de un solo extremo?

Un receptor diferencial tiene que "gestionar" el ruido de modo común y, aunque un receptor perfecto ciertamente logrará esto, los receptores del mundo real no lo hacen. Por ejemplo (solo un ejemplo), se puede especificar que un amplificador operacional tenga un rechazo de modo común de 100 dB, pero el detalle fino en la hoja de datos le dice que esto podría ser solo a 100 Hz y a (digamos) 10 kHz, esto tiene degradado a 60 dB y quizás 40 dB a 100 kHz, etc.

Así que no, el ruido de modo común es un gran problema para ambos tipos de sistemas.

Creo que quiere decir que la señalización de terminación diferencial es más inmune al ruido en comparación con la terminación única, pero aún no es perfecta. Algunas entradas del amplificador operacional no están reflejadas (sin señalización diferencial). ¿Estás hablando de amplificadores operacionales que tienen entradas diferenciales? No pueden restar Vin+ y Vin- perfectamente y esa calidad depende de la amplitud de Vin+ y Vin-wrt GND y qué tan rápido varían las señales.
Estoy usando amplificadores operacionales como ejemplo de un chip que sufre problemas de modo común a medida que aumenta la frecuencia. Lo mismo ocurrirá con los dispositivos destinados a ser receptores diferenciales de señales analógicas o digitales.
Me preguntaba qué significa "receptor diferencial". ¿Significa que están diseñados para usarse para entradas reflejadas o significa que restan las entradas?
@doncarlos todos los receptores diferenciales restan entradas y todos deben tener entradas "reflejadas" para que la resta se convierta en suma de señal y cancelación de modo común.
Vale la pena señalar: los dispositivos señalados deferentemente se encuentran con problemas de ruido de modo común solo porque, una vez que nos dimos cuenta de que pueden reducir drásticamente el ruido de CM, simplemente los empujamos más hasta que el ruido se convirtió en un problema nuevamente. =)

No, el ruido de modo común puede afectar una señal diferencial si las impedancias de la fuente no están balanceadas

Compare los dos circuitos siguientes:

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

esquemático

simular este circuito

En ambos circuitos, tenemos una señal de modo diferencial de 1,1 kHz, 1 V superpuesta a una señal de modo común de 90 Hz, 500 V (!), y un restador ideal (CMRR infinito) como receptor, con su impedancia de entrada establecida en 1 MΩ por las resistencias en la parte inferior del puente. Sin embargo, en el primer circuito, las impedancias de la fuente están perfectamente equilibradas , mientras que en el segundo circuito están desequilibradas en una relación bastante extrema de 10 a 1. Las simulaciones del primer circuito muestran una onda sinusoidal de 1,1 kHz casi perfecta en el salida del restador, mientras que en el segundo circuito, la salida del restador contiene varias docenas de mV de 90 Hz. ¡Ups!

La única solución a esto (además de arreglar la fuente de señal defectuosa) es aumentar la impedancia de entrada que "ven" las señales de modo común, como en el siguiente circuito.

esquemático

simular este circuito

Ahora, la señal de modo común se ha reducido a niveles de submilivoltios, pero a costa de tener que aumentar mucho la impedancia de entrada del receptor, lo que se vuelve poco práctico más allá de cierto punto.

En los circuitos prácticos, los transformadores pueden lograr altas impedancias de modo común, pero tienen sus propios inconvenientes, ya que son voluminosos, pueden captar ruido magnético y es difícil lograr un ancho de banda amplio con ellos; en el mundo del estado sólido, se utilizan técnicas avanzadas de bootstrapping (busque "Whitlock bootstrap" si quiere saber más, pero tenga en cuenta que está patentado).