¿Por qué estrangulador de modo común en líneas seriales de señal diferencial?

tengo 2 preguntas:

  1. ¿Por qué usar un estrangulador de modo común en líneas de comunicación en serie (como CAN, RS485) si la señal es diferencial? ¿No se cancelaría simplemente el ruido de modo común en el receptor?
  2. Revisé un proyecto en el que CAN tenía un estrangulador de modo común, pero el RS485 no. ¿Hay alguna razón técnica para eso?

Gracias

El estrangulador de modo común también ayuda a detener la radiación del autobús. ¿Quizás la tasa de borde en el bus RS485 fue más lenta?
@Kartman ¿Cómo funciona eso? porque un estrangulador de modo común ideal (acoplamiento k = 1) sería como un cable simple para señales diferenciales, entonces, ¿cómo podría atenuar los componentes de mayor frecuencia de la señal?
Las señales radiantes no son necesariamente diferenciales. Podría haber un timbre, etc. El estrangulador cm funciona en ambos sentidos: para el ruido externo que entra y para el ruido interno que sale.
@Kartman ¿Pero no es la señal en sí misma la causa principal de la radiación? Quiero decir, ¿debido a las rápidas tasas de aumento de los bordes (como mencionaste)? Porque de lo contrario, no entiendo por qué agregar el estrangulador CM solo en el CAN, ya que las señales externas que ingresan son similares para ambas interfaces.

Respuestas (4)

¿No se cancelaría simplemente el ruido de modo común en el receptor?

Una gran cantidad de ruido se cancelaría en gran medida en un receptor diferencial, pero las cosas de alta frecuencia pueden causar problemas y, por supuesto, un estrangulador CM actúa como un inductor y, por lo tanto, aumenta su impedancia en serie con la frecuencia. El ruido de alta frecuencia más allá de las limitaciones de ancho de banda del receptor aún puede causar estragos.

Revisé un proyecto en el que CAN tenía un estrangulador de modo común, pero el RS485 no. ¿Hay alguna razón técnica para eso?

Puede haberlo, pero el diablo está en los detalles (y las pruebas de rendimiento y la conexión a tierra de esto y aquello y qué especificaciones se están probando y el ancho de banda de datos y los chips en cuestión.......)

¿Cuál es su opinión sobre los transceptores modernos como MCP2561FD que usan un pin de salida "SPLIT" para la terminación (consulte la página 6), supuestamente para la estabilización de modo común? Al leer la hoja de datos, parecen estar más preocupados por las emisiones radiadas a velocidades de transmisión más altas (CAN FD) y no tanto por la susceptibilidad radiada/conducida.
El enlace y la hoja de datos realmente no dicen mucho al respecto. La hoja de datos cubre dos versiones; uno con y otro sin, por lo que no hay mucho para continuar realmente @Lundin, ¿tal vez plantearlo como una nueva pregunta?
Publiqué una pregunta sobre este pin en Codidact aquí: pin CAN "dividido", terminación de bus y estabilización de modo común .

El receptor diferencial tiene un rango limitado de rechazo de modo común, del orden de voltios. No puede eliminar picos de ruido de modo común cuyo voltaje exceda ese nivel. El transformador de choque de modo común aumenta ese rango para pulsos de alta frecuencia, utilizando dos técnicas:

  1. Convierte parte del ruido de alta frecuencia (ya sea en modo común o diferencial) en calor (a diferencia de un transformador, la ferrita en un estrangulador de modo común tiene pérdidas a propósito)
  2. Resta la señal de modo común (como un inductor acoplado) permitiendo una diferencia de ruido de alta frecuencia de 10 voltios entre las dos tierras en el transmisor y el receptor.

En respuesta a su pregunta sobre por qué vio un estrangulador de modo común en un puerto de bus CAN pero no en un puerto RS-485: esa es solo una decisión que tomaron esos ingenieros en particular. Tiene más que ver con la economía y poco con las diferencias entre CAN bus y RS-485.

Un filtro de modo común bloqueará el ruido inducido en el par (y su tierra de referencia) para que no entre en su sistema, incluso si el receptor diferencial lo rechaza. En otras palabras, el filtro CM evita alteraciones del sistema relacionadas con EMI/ESD en presencia de ruido fuerte.

Incluso Ethernet, que no solo utiliza señalización diferencial sino también aislamiento de transformadores, puede beneficiarse de la supresión del ruido de modo común.

En cuanto a por qué se aplicó al bus CAN y no al RS-485 en ese sistema en particular, sospecho que el diseñador sintió que los lugares a los que se conectaba el bus CAN tenían más probabilidades de tener un fuerte ruido electromagnético (como el encendido, solenoides de inyección de combustible, y otras fuentes del tren de potencia) que los lugares a los que se dirigió el RS-485 (solo en la cabina).

¿No se cancelaría simplemente el ruido de modo común en el receptor?

Sí, la ventaja de la señalización diferencial es eliminar el "ruido de modo común" que aparece en el extremo receptor, al "diferenciar" la señal:

Tx:
Sig+ = Sig + Ruido
Sig- = -Sig + Ruido

Rx:
Sig = Sig+ - Sig- = (Sig + Ruido) - (-Sig + Ruido) => Sig'

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

CAN tenía un estrangulador de modo común, pero el RS485 no

Es específico del sistema (dependencia del diseño) y de las aplicaciones.