Ο "Κώδικας Σήματος" των Καμερών Σάρωσης Γραμμής: Βαθιά Ανάλυση των Ενιαίων και Διαφορικών Σήματος

Στον τομέα της μηχανικής όρασης, οι κάμερες γραμμικής σάρωσης λειτουργούν όπως "προφητικά μάτια", αναλαμβάνοντας την σημαντική ευθύνη της υψηλής ακρίβειας ανίχνευσης και αναγνώρισης διαφόρων αντικειμένων. Εντός της κάμερας, οι μέθοδοι σύνδεσης ενεργοποίησης του ενkωδητή, ειδικά τα μονοτερματικά σήματα και τα διαφορικά σήματα, παίζουν κρίσιμο ρόλο στην απόδοση της κάμερας. Έτσι, τι ακριβώς είναι τα μονοτερματικά σήματα και τα διαφορικά σήματα; Ποιες είναι οι διαφορές, οι πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα μεταξύ τους;

Ως παραδοσιακό και βασικό μέθοδο μετάδοσης σήματος, το αρχίο των μονοπλευρών σημάτων είναι εύκολο να καταλαφριστεί. Χρησιμοποιεί μια συνδυασμένη γραμμή σήματος και μια γραμμή έδαφους για να ολοκληρώσει τη μετάδοση του σήματος. Σε αυτό το ρεžιμ, η γραμμή σήματος είναι υπεύθυνη για τη μεταφορά του σήματος που μεταφέρεται, ενώ η γραμμή έδαφους λειτουργεί ως αναφορά δυναμικού, παρέχοντας ένα κριτήριο για το σήμα. Αυτή η μέθοδος έχει απλή δομή και χρησιμοποιήθηκε ευρέως σε παλαιότερα ηλεκτρονικά συστήματα. Εξαιτίας του υψηλού βαθμού ολοκλήρωσης και της σχετικά χαμηλής κατανάλωσης ενέργειας, η πλειοψηφία των χαμηλών επιπέδων σημάτων στην αγορά μεταφέρεται με μονοπλευρά σήματα. Ωστόσο, η πολύ ίδια χαρακτηριστική που φέρνει τις πλεονεκτικές του ιδιότητες προκαλεί και τις ανεπιθύμητες. Η απλή δομή οδηγεί σε έντονες αδυναμίες. Τα μονοπλευρά σήματα έχουν κακή αντοχή στις περιβαλλοντικές μεταχειρισμούς. Σε περίπλοκες ηλεκτρομαγνητικές περιβάλλοντα, τα σήματα είναι εύκολα ενεπλοκευμένα, προκαλώντας την αλλαγή μορφής του σήματος και επηρεάζοντας την κανονική λειτουργία του συστήματος.

Διαφορετικά από τα μονοτελή σήματα, η διαφορική μεταφορά χρησιμοποιεί ένα πιο ευγενές σχεδιαστικό κonceπt. Στη διαφορική μεταφορά, χρησιμοποιούνται δύο γραμμές σήματος για να μεταφέρουν σήματα αμέσως. Τα σήματα σε αυτές τις δύο γραμμές έχουν ίσες αμplitudes αλλά αντίθετες φάσεις. Αυτή η μοναδική μέθοδος μεταφοράς δίνει στα διαφορικά σήματα πολλά εξαιρετικά πλεονεκτήματα. Πρώτα απ' όλα, έχει εξαιρετικά ισχυρή ικανότητα αντιμετώπισης παρεμβολών. Όταν συμβαίνει εξωτερική παρέμβαση, το θόρυβο της παρέμβασης προστίθεται στις δύο γραμμές σήματος με ίση τιμή και ταυτόχρονα. Επειδή τα αρχικά σήματα στις δύο γραμμές έχουν αντίθετες φάσεις, τα σήματα της παρέμβασης αποκαταστάνε ο ένα τον άλλο, έτσι ώστε το σήμα που λαμβάνεται στο τέλος της λήψης να μην επηρεάζεται από την παρέμβαση. Δεύτερα, τα διαφορικά σήματα μπορούν να περιορίσουν αποτελεσματικά την ηλεκτρομαγνητική παρέμβαση. Επειδή οι δύο γραμμές σήματος είναι πολύ κοντινές μεταξύ τους, οι αμplitudes των σήματος είναι ίσες, οι αμplitudes των συνδεδεμένων ηλεκτρομαγνητικών πεδίων μεταξύ τους και της γης είναι επίσης ομοιόμορφες, και οι πολαρότητες των σήματος είναι αντίθετες, οι ηλεκτρομαγνητικά πεδία αποκαταστάνε ο ένα τον άλλο, μειώνοντας σημαντικά την ηλεκτρομαγνητική παρέμβαση προς το έξω. Τρίτον, τα διαφορικά σήματα επηρεάζονται λιγότερο από τον ρόπο της θRESHOLD ταλάντωσης σε σχέση με την αμplitude ταλάντωσης, το οποίο τους κάνει να λειτουργούν καλύτερα στη μεταφορά σήματος μικρής αμplitude. Μπορούν να επιτύχουν συνεχή και ακριβή θέση, εμφανώντας ξεκάθαρα πλεονεκτήματα στην εφαρμογή γραμμικών κάμερα σάναρ με εξαιρετικά υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας.

Ωστόσο, οι διαφορικοί σήματα δεν είναι τέλειοι. Σε περίπτωση εξαιρετικά στενού χώρου σε πλακέτα κυκλωμάτων, έχουν ορισμένες περιορισμούς. Επειδή οι διαφορικοί σήματα απαιτούν να είναι οι δύο γραμμές ίδιας μήκους, ίδιας πλάτους, κοντινές και στο ίδιο επίπεδο, όταν η διάβροχος του φυλλώματος είναι εξαιρετικά μικρή και μπορεί να περάσει μόνο μια γραμμή, οι διαφορικοί σήματα δεν μπορούν να χρησιμοποιηθούν κανονικά. Από την άλλη, τα μονοστιγμιαία σήματα, με την απλή δομή τους, είναι πιο ευέλικτα στη χρήση του χώρου.

Σε πρακτικές εφαρμογές, λαμβάνοντας υπόψη τις υψηλές απαιτήσεις των γραμμικών κάμερων σχετικά με τη σταθερότητα και την ακρίβεια του σήματος, οι περισσότερες γραμμικές κάμερες επιλέγουν σήμερα να χρησιμοποιούν μέθοδους διαφορικού σύνδεσης σήματος. Ωστόσο, τα μονοτελικά σήματα δεν έχουν αποφασιστικά αποσυρθεί. Σε κάποιες συνεργασίες, όπου οι απαιτήσεις για την ακρίβεια του σήματος δεν είναι υψηλές και η ηλεκτρομαγνητική περιβάλλοντα είναι σχετικά σταθερά, μπορούν ακόμη να εκμεταλλευτούν πλήρως τις πλεονεκτίες τους χαμηλού κόστους και την απλή σχεδιασμού. Η κατανόηση των χαρακτηριστικών και των διαφορών μεταξύ μονοτελικών και διαφορικών σημάτων έχει μεγάλη σημασία για την βαθιά κατανόηση της λειτουργικής αρχής των γραμμικών κάμερων και την ρεαλιστική επιλογή μεθόδων μετάδοσης σήματος σε διαφορετικά εφαρμοστικά σενάρια. Με τη συνεχή ανάπτυξη της τεχνολογίας, μπορεί να εμφανιστούν πιο προηγμένες μέθοδοι μετάδοσης σήματος στο μέλλον. Αλλά για το παρόν, τα μονοτελικά και διαφορικά σήματα παίζουν ακόμη σημαντικούς ρόλους στα αντίστοιχα τους πεδία.