双绞线抗干扰及抗串扰原理

双绞线抗干扰及抗串扰原理

一、双绞线传输原理

监控领域中视频信号传输可分为非平衡式和平衡式两种传输方式。同轴电缆属于非平衡传输线，双绞线属于平衡传输线。

要用双绞线传输视频信号，必须在发送端将非平衡信号转换为平衡信号，在接收端再将平衡信号转换为非平衡信号。一个基本的双绞线视频传输系统如图１所示。图中的A1是差分信号发送放大器，完成非平衡到平衡的转换，A2是差分信号接收放大器，完成平衡到非平衡的转换。

图1

二、双绞线（超五类双绞线）消除干扰的原理

在双绞线中，干扰主要来自以下两方面：第一，外部干扰。第二，同一电缆内部对线之间的相互串扰。下面，我们对双绞线消除干扰的原理进行分析。

1、双绞线对外部干扰的抑制

1.1 干扰信号对平行线的干扰，见图2。Us为干扰信号源，干扰电流Is在双线的两条导线L1、L2上产生的干扰电流分别是I1和I2。由于L1距离干扰源较近，因此，I1>I2，I=I1―I2≠0，有干扰电流存在。

图2

1.2 干扰信号对扭绞双线回路的干扰，见图3。与图2不同的是，双线回路在中点位置进行了一次扭绞。在L1上存在干扰电流I11和I12，在L2上存在干扰电流I21和I22, 干扰电流I=I21+I22-I11-I12，由于两段线路的条件相同，所以，总干扰电流I=0。所以只要设置合理的绞距，就能达到消除干扰的目的。

图3

2、同一电缆内部各线对之间的串扰

2.1 两个未绞双线回路间的串扰，见图4。其中Ue为主串回路，Us为被串回路。导线L1上的电流I1在被串回路L3和L4中产生感应电流I31和I41 ,I41>I31，在被串回路中形成串扰电流I11=I41-I31，同样，导线L2上的电流I2在被串回路L3和L4中产生感应电流I32和I42，I42>I32，在被串回路中形成串扰电流I12=I32-I42，总干扰电流I=I11+I12，由于L1与L3、L4的距离比L2较近，I=I11+I12>0，在回路Us中形成干扰。

图4

2.2 两个绞距相同的回路如图5所示。回路Ue和回路Us同时在中点位置作扭绞，因此，两个回路的4

根导线之间的相对关系与未绞是完全相同的，根据以上分析可知，是不能起到消除串扰的作用。Ue和Us 分别在对方回路中产生干扰电流Is和Ie，所以当两个绞合的双线回路绞距相同时，不能消除串扰。

图5

2.3 两个绞距不同的双线回路见图6。回路Ue在中点作扭绞。回路Us除在中点作扭绞外，还在A段和B 段的二分之一处分别作扭绞。

下面以回路Ue为主串回路，回路Us为被串回路。分为A、B两段，先分析A段的串扰。在A段内，回路Ue未作扭绞，而回路Us在二分之一处作扭绞；根据1.2节的分析可知，由于回路Us在A段的中点扭绞，导线L1对回路Us的干扰电流为零。同样道理，导线L2对回路Us的干扰电流也为零。因此，在A 段，回路Ue对回路Us的串扰电流为零。

B段的情况与A段完全相同，在B段串扰电流也为零。因此，回路Ue对回路Us的总串扰为零。所以，两个独立的双绞线回路，只要设计合理的绞距，是可以消除相互串扰.

图6

2.4 一条超五类双绞线电缆由4对线组成。每对线各自按反时针方向扭绞。4对线的绞距是各不相同的（对于绞距，没有量化标准，各个厂家的绞距有差别，从1.1-2.2cm不等，正规厂家的产品都能满足电气要求）。采取这些措施，不仅可消除外部干扰，同时可消除线对间的串扰。

通过以上分析，不知大家对双绞线传输器的抗干扰能力和同一根线中的串扰是否有更新认识。