Co to jest linia zrównoważona?
Linia zrównoważona odnosi się do linii transmisyjnej wykorzystywanej w telekomunikacji i audio. Jest również nazywany zrównoważoną parą sygnałów. Zazwyczaj linie zrównoważone mają trzy przewodniki. Przewody te składają się z dwóch przewodów sygnałowych i przewodu uziemiającego.
W liniach zbalansowanych dwa przewody sygnałowe przenoszą ten sam sygnał. Mają jednak przeciwną biegunowość. Te dwa przewodniki mają również taką samą impedancję na każdym końcu.
Zrównoważone połączenia linii zmniejszają szum i zakłócenia i są stosowane w długich kablowych liniach przesyłowych. Wysokiej klasy sprzęt audio, taki jak niektóre odtwarzacze płyt kompaktowych i wzmacniacze, wykorzystują zbalansowane linie z połączeniami, które wykorzystują trzy pinowe złącza XLR. Zrównoważone linie można również znaleźć w kablach Ethernet i przewodach telefonicznych.
Kiedy wynaleziono telefony, pojawiła się potrzeba zrównoważonej linii. Początkowo zastosowano dwie niezrównoważone linie telegraficzne. Było to jednak niewystarczające, ponieważ przewody telefoniczne często biegły wzdłuż linii elektroenergetycznych.
Linia znajdująca się najbliżej linii energetycznych miałaby więcej zakłóceń niż druga linia. Rozwiązaniem było, aby dwie linie zamieniały się miejscami w regularnych odstępach czasu, aby umożliwić każdemu taki sam poziom zakłóceń. Ponieważ coraz więcej telefonów było używanych, preferowano kabel zamiast otwartych przewodów, aby zaoszczędzić miejsce i uzyskać lepszą wydajność przy złej pogodzie.
Stosowane są linie równowagi, ponieważ szumy i interferencje mogą powodować problemy podczas przesyłania sygnału przez linię. Problemy te są spowodowane zakłóceniami elektromagnetycznymi pochodzącymi z rozproszonych pól elektrycznych. W linii zrównoważonej oba przewodniki są skręcone ze sobą, dzięki czemu można je równomiernie wystawić na działanie zewnętrznych pól elektrycznych, co minimalizuje zakłócenia ze strony pól rozproszonych. Aby zapewnić jeszcze mniej zakłóceń, często linia zrównoważona będzie również miała ekran elektromagnetyczny.
Istnieją dwa rodzaje zrównoważonych linii: skrętka i podwójny przewód. Zbalansowane linie skrętki są używane dla niższych częstotliwości, natomiast zbalansowane linie dwuprzewodowe są wykorzystywane do sygnałów częstotliwości radiowych. Zrównoważone linie dwuprzewodowe składają się z dwóch linii miedzianych lub linii stalowych platerowanych miedzią, które są oddzielone plastikową taśmą polietylenową. Muszą być rozdzielone, aby mogły funkcjonować jako równoległa linia przesyłowa.
Zbalansowane kable skrętki zostały zaprojektowane, ale nie były używane zbyt często, dopóki wzmacniacz repeatera nie był dostępny. Wcześniej kabel mógł działać tylko na długości około 18 mil (około 30 km), podczas gdy otwarte przewody mogły pracować na znacznie większych odległościach. Wszystkie problemy z odległością zostały rozwiązane w 1912 roku, kiedy zaczęto instalować wzmacniacze repeatera.
Linie zbalansowane są alternatywą dla linii niezrównoważonych, takich jak kabel koncentryczny. Niesymetryczne linie mają podłączone przewody powrotne do uziemienia lub przewody powrotne, które są rzeczywiście uziemione. Oba rodzaje linii można połączyć za pomocą transformatora, który nazywa się balunem.