¿Las corrientes que viajan por el exterior del cable coaxial son realmente "modo común"?

Cuando definimos las corrientes de modo común y modo diferencial, obtenemos algunas relaciones como

$i_{\mathrm{comm}} = \dfrac{1}{2}(i_+ + i_-)$

$i_{\mathrm{diff}} = i_+ - i_-$.

Ahora definió una forma diferente de dividir las corrientes en un cable coaxial, reconociendo solo estos dos tipos de corriente:

1. Corrientes que fluyen en el conductor interior, emparejadas exactamente por corrientes iguales y opuestas en el lado interior del blindaje (modo diferencial)

2. corrientes que fluyen solo en el exterior del escudo

Esto implica que no hay corriente en el conductor interno que no coincida con una corriente igual y opuesta en el conductor externo.

Llamemos a la corriente en el conductor central$i_c$y la corriente en el conductor exterior$i_s$. Y definiremos una corriente positiva en cualquiera de los conductores para que se aleje de la fuente.

Ahora debemos tener$i_s = -i_c + i_2$donde$i_2$es su 2da categoria de corriente.

Asi que,$i_2 = i_s + i_c$. Y vemos que, aparte de un factor de escala de 2x,$i_2$es exactamente lo mismo que la corriente de modo común como se define normalmente.

El ruido en el blindaje de un cable puede o no ser de modo común.

La idea de que es un modo común proviene de los cables de tres conductores, en los que hay un blindaje envuelto alrededor de un par de conductores que transportan una señal diferencial. La señal se toma como la diferencia entre los conductores. Cualquier potencial entre los dos conductores internos y el blindaje es de modo común. Esto es análogo al movimiento paralelo de las entradas + y - de un amplificador diferencial, con respecto a tierra.

En un cable de dos conductores en el que la señal es la diferencia entre el conductor interno y el blindaje, el significado de modo común cambia: el modo común es el movimiento tanto del blindaje como del conductor interno. Esto es análogo a las entradas + y - de un amplificador diferencial donde una de ellas está conectada a tierra. Para que ocurra el ruido de modo común, tiene que haber un problema con el suelo que haga que se mueva.

Probablemente haya confusión sobre esto en alguna literatura, debido a que los autores aplicaron erróneamente lo que investigaron sobre líneas diferenciales a líneas de un solo extremo.

Aunque los amplificadores operacionales a menudo se usan hoy en día para captar la señal de una línea de un solo extremo, los amplificadores que se usan de esta manera ya no son diferenciales. El dispositivo de amplificador operacional es diferencial, pero el circuito tiene un solo extremo. Puede hacer el mismo tipo de amplificación con (por ejemplo) una etapa de transistor de fuente/colector común: no se necesita un amplificador diferencial.

Estrictamente hablando, el término "modo común" se aplica a líneas diferenciales y amplificadores diferenciales, que tienen un "modo diferencial" contrastante.

Cuando usamos el término "modo común" en el contexto de un sistema de procesamiento de señal de un solo extremo, se refiere a la tierra de la señal considerada como una tierra no ideal que puede moverse con respecto a la referencia ideal de 0 V, de modo que, en cierto sentido, el El amplificador tiene un modo diferencial (ya sea un amplificador operacional diferencial o una etapa de entrada de un solo extremo).

Por supuesto, un sistema de un solo extremo es "diferencial" en el sentido de que cualquier voltaje citado como absoluto es en realidad una diferencia de potencial, y podemos aplicar eso a un amplificador diferencial. Pero eso no es lo que queremos decir con "diferencial".

El aspecto clave de la señalización diferencial no es el uso de señales opuestas. La señalización diferencial no requiere señales opuestas e iguales. Funciona igual de bien si uno de los conductores no tiene ninguna señal. El aspecto clave de la señalización diferencial es el uso de dos redes de señales, ninguna de las cuales está conectada a tierra y que tienen impedancias iguales con respecto a la conexión a tierra. Esto es a lo que se refiere "equilibrado". Cualquier ruido de modo común inducido en las dos líneas ve la misma impedancia en cada línea y, por lo tanto, genera los mismos voltajes en las entradas, que se restan y cancelan (algo imperfectamente, lo que resulta en un número determinado de decibeles de atenuación).

Un sistema de un solo extremo no se puede balancear porque su línea de señal requiere una impedancia de entrada y la línea de retorno debe tener, idealmente, una impedancia cero a tierra.

Déjame seguir la notación de The Photon y usar$i_c$y$i_s$para denotar las corrientes en el núcleo y el escudo del coaxial,$i_{\rm diff}$y$i_{\rm comm}$para denotar las corrientes de modo diferencial y común, y$i_1$y$i_2$para denotar los dos tipos de corrientes (core-in-shield-return y shield-only) en su pregunta.

Ahora, cualquiera de estos pares de medidas de corriente es suficiente para expresar de forma única cualquier posible conjunto de corrientes que fluyen a lo largo del cable. El problema es que, mientras que el mapa lineal

Así, mientras que el modo común$i_{\rm comm}$es de hecho proporcional a$i_2$e independiente de$i_1$, el modo diferencial$i_{\rm diff}$es una mezcla de la$i_1$y$i_2$modos. O, para verlo al revés, el$i_1$la señal es puramente diferencial, pero la$i_2$La señal es una combinación de los modos diferencial y común.

En particular, esto significa que el modo diferencial$i_{\rm diff}$no es ortogonal a la$i_2$modo, y por lo tanto medir la corriente diferencial usando un transformador o un amplificador diferencial no rechaza completamente$i_2$.

Tanto para las matemáticas. Ahora, si desea rechazar la$i_2$actual, necesitará medir algo que en realidad sea ortogonal a él. En su caso, la elección obvia (¿ingenua?) sería solo la corriente principal$i_c$, que en su sistema tal como lo describe simplemente es igual$i_1$.