Qu'est-ce qu'une ligne équilibrée?
Une ligne équilibrée fait référence à une ligne de transmission utilisée dans les télécommunications et l'audio. On l'appelle aussi une paire de signaux équilibrés. En règle générale, les lignes équilibrées ont trois conducteurs. Ces conducteurs sont constitués de deux conducteurs de signal et d'un conducteur de masse.
En lignes symétriques, les deux conducteurs de signal transmettent le même signal. Ils ont cependant une polarité opposée. Ces deux conducteurs ont également la même impédance à chaque extrémité.
Les connexions de ligne équilibrées réduisent le bruit et les interférences et sont utilisées dans les lignes de transmission par câble longues. Les équipements audio haut de gamme, tels que certains lecteurs de disques compacts et amplificateurs, utilisent des lignes symétriques avec des connexions utilisant des connecteurs XLR à trois broches. On trouve également des lignes symétriques dans les câbles Ethernet et les fils téléphoniques.
Lorsque les téléphones ont été inventés, le besoin d’une ligne équilibrée est apparu. Au début, deux lignes télégraphiques asymétriques ont été utilisées. Cela était toutefois insuffisant car les fils téléphoniques passaient souvent le long des lignes électriques.
La ligne la plus proche des lignes électriques aurait plus d'interférences que l'autre. La solution consistait à permuter les positions des deux lignes à intervalles réguliers pour permettre à chacune la même quantité d’interférences. Cependant, à mesure que de plus en plus de téléphones ont été utilisés, le câble a été préféré aux câbles ouverts pour gagner de la place et offrir de meilleures performances par mauvais temps.
Les lignes d'équilibre sont utilisées car le bruit et les interférences peuvent créer des problèmes lors de la transmission d'un signal sur une ligne. Ces problèmes sont causés par des interférences électromagnétiques provenant de champs électriques parasites. Dans une ligne équilibrée, les deux conducteurs sont torsadés ensemble afin de pouvoir être exposés également aux champs électriques externes, minimisant ainsi les interférences causées par les champs parasites. Pour assurer encore moins d'interférences, une ligne équilibrée comportera également un blindage électromagnétique.
Il existe deux types de lignes équilibrées: la paire torsadée et la double ligne. Les lignes symétriques à paire torsadée sont utilisées pour les basses fréquences, tandis que les lignes symétriques à deux conducteurs sont utilisées pour les signaux radiofréquences. Les lignes équilibrées à double fil sont constituées de deux lignes en cuivre ou de lignes en acier recouvertes de cuivre séparées par un ruban de polyéthylène. Ils doivent être séparés pour pouvoir fonctionner comme une ligne de transmission parallèle.
Les câbles symétriques à paire torsadée ont été conçus mais ne sont pas beaucoup utilisés jusqu'à ce que l'amplificateur à répéteur soit disponible. Auparavant, un câble ne pouvait fonctionner que sur une longueur d'environ 18 km (environ 30 km), tandis que les fils nus pouvaient fonctionner sur des distances beaucoup plus longues. Tous les problèmes de distance ont été résolus en 1912, lorsque l’on a commencé à installer des amplificateurs à répéteur.
Les lignes symétriques constituent une alternative aux lignes asymétriques, telles que les câbles coaxiaux. Les conducteurs de retour des lignes non équilibrées sont connectés à la terre ou à un conducteur de retour qui est réellement la terre. Les deux types de lignes peuvent être connectés à l'aide d'un transformateur, appelé balun.