Was ist eine symmetrische Schaltung?
Eine symmetrische Schaltung ist eine elektrische oder elektronische Schaltung, bei der das Signal oder die Leistung in zwei Drähten symmetrisch übertragen wird. Anders als bei der unsymmetrischen Schaltung, bei der die Spannung in einem Draht und der Masse gesehen wird, besteht der Ausgang der symmetrischen Schaltung normalerweise aus zwei Drähten, wobei ein Draht mit einer Phasendifferenz von 180 Grad zum anderen Draht ausgegeben wird. Die symmetrische Schaltung wird für eine hohe Störfestigkeit bei hoher Leistung oder hoher elektromagnetischer Störfestigkeit verwendet.
Für ein besseres Rauschverhalten ist die einfachste symmetrische Schaltung ein Transformatorausgang mit einer Sekundärwicklung, die entweder potentialfrei ist oder einen Mittelabgriff für den gemeinsamen Anschluss hat. Die meisten Audio- und Telekommunikations-Basisbandanwendungen verwenden symmetrische Schaltungen, um Signale zwischen Geräteschränken zu übertragen. Gemeinsame symmetrische Leitungen sind verdrillte Paare, die wie in dem 25-paarigen Kabel gebündelt sein können, das auch abgeschirmt ist, um die elektromagnetische Störfestigkeit weiter auszunutzen.
Anspruchsvollere symmetrische Schaltungen können eine Transistorverstärkerstufe vom Brückentyp oder einen dualen Operationsverstärkerausgang verwenden. Der resultierende Ausgang im Leerlauf ist 0 Volt Wechselstrom (VAC), was dem Ausgang des Transformators entspricht. Ein Vorteil des elektronischen Antriebs gegenüber dem Transformator ist die verringerte Größe und das verringerte Gewicht der resultierenden Schaltung. Der Frequenzgang von reinen elektronischen und transformatorlosen Schaltungen ist in der Regel den Transformatorausgangsgegenstücken überlegen.
Für ein transformatorgekoppeltes Signal kann, obwohl das Signalpaar symmetrisch ist, ein Gleichtaktrauschen auftreten, das als eine gemeinsame und gleichphasige Rauschspannung an beiden Drähten der symmetrischen Schaltung induziert werden kann. Dieses Rauschen wird durch ein Merkmal unterdrückt, das als Gleichtaktunterdrückung bekannt ist. Dies ist die Fähigkeit von Operationsverstärkern, jedes Signal zu ignorieren, das sowohl in invertierenden als auch in nicht invertierenden Eingängen gemeinsam ist. Wenn die Operationsverstärkereingänge kurzgeschlossen werden, führt im Idealfall jeder unsymmetrische Signaleingangspegel innerhalb der Nennpegel zu einer Ausgangsspannung des Operationsverstärkers von 0 Volt (V), und dies ist eine Gleichtaktunterdrückung.
In symmetrischen Schaltkreisen werden verschiedene Komponenten verwendet, um das elektrische Rauschen besser handhaben zu können. In Kommunikationsschaltkreisen werden sich wiederholende Spulen für lange Strecken symmetrischer Leitungen verwendet, um Rauschen wie das von elektrischen Schaltkreisen erzeugte Brummen und das vorübergehende Knackgeräusch bei Blitzentladung zu reduzieren. Diese Geräte reduzieren auch Störungen durch Erdschleifenströme, die verursacht werden, wenn Wechselstrom (AC), der durch die Neutralleiter laufen soll, versehentlich in die Erdungsverkabelung geleitet wird. Dies ist der Fall, wenn der Wechselstromabschluss auf der Geräteseite eine Neutral-Masse-Verbindung anstelle des Wechselstromverteilerschranks aufweist.