สายสมดุลคืออะไร?

เส้นสมดุลหมายถึงสายส่งที่ใช้ในการสื่อสารโทรคมนาคมและเสียง เรียกอีกอย่างว่าสัญญาณคู่ที่สมดุล โดยทั่วไปแล้วเส้นที่สมดุลจะมีตัวนำสามเส้น ตัวนำเหล่านี้ประกอบด้วยตัวนำสัญญาณสองตัวและตัวนำดิน

ในเส้นที่สมดุลตัวนำตัวนำสัญญาณสองตัวจะส่งสัญญาณเดียวกัน อย่างไรก็ตามพวกมันมีขั้วตรงข้าม ตัวนำทั้งสองนี้ยังมีอิมพีแดนซ์เหมือนกันที่ปลายแต่ละด้าน

การเชื่อมต่อสายที่สมดุลช่วยลดเสียงรบกวนและการรบกวนและใช้ในสายส่งสัญญาณยาว อุปกรณ์เครื่องเสียงชั้นสูงเช่นเครื่องเล่นคอมแพคดิสก์และแอมพลิฟายเออร์บางรุ่นใช้เส้นเสียงที่สมดุลกับการเชื่อมต่อที่ใช้ขั้วต่อ XLR สามพิน เส้นที่สมดุลสามารถพบได้ในสาย Ethernet และสายโทรศัพท์

เมื่อโทรศัพท์ถูกคิดค้นความต้องการสำหรับสายที่สมดุลจะเกิดขึ้น ในตอนแรกมีการใช้สายโทรเลขที่ไม่สมดุลสองสาย อย่างไรก็ตามนี่ไม่เพียงพอเพราะสายโทรศัพท์มักจะวิ่งไปตามสายไฟฟ้า

เส้นที่อยู่ใกล้กับสายไฟจะมีสัญญาณรบกวนมากกว่าสายอื่น วิธีการแก้ปัญหาคือให้มีการสลับตำแหน่งทั้งสองเส้นเป็นระยะเพื่อให้เกิดการรบกวนในปริมาณเท่ากัน เมื่อมีการใช้โทรศัพท์มากขึ้นเรื่อย ๆ อย่างไรก็ตามสายเคเบิลได้รับความนิยมมากกว่าสายเปิดเพื่อประหยัดพื้นที่และมีประสิทธิภาพที่ดีขึ้นในสภาพอากาศเลวร้าย

เส้นสมดุลถูกนำมาใช้เนื่องจากสัญญาณรบกวนและการรบกวนสามารถสร้างปัญหาเมื่อส่งสัญญาณผ่านสาย ปัญหาเหล่านี้เกิดจากการรบกวนทางแม่เหล็กไฟฟ้าจากสนามไฟฟ้าจรจัด ในสายที่สมดุลตัวนำทั้งสองนั้นถูกบิดเข้าด้วยกันเพื่อให้พวกมันสามารถสัมผัสกับสนามไฟฟ้าภายนอกได้อย่างเท่าเทียมกันลดการรบกวนจากสนามเรย์ เพื่อให้มั่นใจว่าสัญญาณรบกวนจะน้อยลงบ่อยครั้งที่เส้นที่สมดุลจะมีระบบป้องกันคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า

เส้นที่สมดุลมีสองชนิด: คู่ที่บิดและคู่นำ เส้นสมดุลแบบคู่บิดใช้สำหรับความถี่ที่ต่ำกว่าในขณะที่สายสมดุลแบบคู่นำใช้สำหรับสัญญาณคลื่นความถี่วิทยุ เส้นสองเส้นที่มีความสมดุลประกอบด้วยสายทองแดงสองเส้นหรือเส้นลวดทองแดงที่หุ้มด้วยพลาสติกโพลิเอทิลีน พวกเขาจะต้องแยกออกจากกันเพื่อให้พวกเขาสามารถทำงานเป็นสายส่งขนาน

สายเคเบิลแบบคู่ที่สมดุลถูกออกแบบมา แต่ไม่ได้ใช้มากนักจนกว่าจะมีแอมพลิฟายเออร์ทวน ก่อนหน้านั้นสายเคเบิลสามารถทำงานได้ในความยาวประมาณ 18 ไมล์ (ประมาณ 30 กม.) ในขณะที่สายเปิดสามารถทำงานได้ไกลกว่ามาก ปัญหาระยะทางทั้งหมดได้รับการแก้ไขในปี 1912 เมื่อเริ่มมีการติดตั้งแอมป์ทวน

เส้นที่สมดุลนั้นเป็นอีกทางเลือกหนึ่งของสายที่ไม่สมดุลเช่นสายเคเบิลโคแอกเซียล เส้นที่ไม่สมดุลนั้นมีตัวนำตัวนำย้อนกลับของพวกเขาเชื่อมต่อกับกราวด์หรือตัวนำกลับที่จริงแล้วเป็นกราวด์ สายทั้งสองชนิดสามารถเชื่อมต่อกันได้โดยใช้หม้อแปลงซึ่งเรียกว่า balun