Le "Code Signal" des caméras à balayage linéaire : Analyse approfondie des signaux simples et différentiels

Dans le domaine de la vision par ordinateur, les caméras à balayage linéaire agissent comme des "yeux clairvoyants", assumant la tâche importante de détection et d'identification à haute précision de divers objets. À l'intérieur de la caméra, les méthodes de connexion de déclenchement de l'encodeur, en particulier les signaux simples et différentiels, jouent un rôle crucial dans les performances de la caméra. Alors, qu'est-ce exactement que les signaux simples et différentiels ? Quelles sont les différences, avantages et inconvénients entre eux ?

En tant que méthode traditionnelle et de base de transmission de signaux, le principe des signaux à simple extrémité est facile à comprendre. Il utilise une combinaison d'une ligne de signal et d'une ligne de masse pour accomplir la transmission du signal. Dans ce mode, la ligne de signal est responsable de transporter le signal à transmettre, tandis que la ligne de masse sert de potentiel de référence, fournissant un point de repère pour le signal. Cette méthode a une structure simple et a été largement utilisée dans les premiers appareils électroniques. En raison de son niveau élevé d'intégration et de sa consommation d'énergie relativement faible, la plupart des signaux de bas niveau sur le marché sont transmis à l'aide de signaux à simple extrémité. Cependant, la caractéristique même qui apporte ses avantages cause également ses inconvénients. La structure simple entraîne des inconvénients évidents. Les signaux à simple extrémité ont une mauvaise capacité de résistance aux interférences. Dans des environnements électromagnétiques complexes, les signaux sont facilement perturbés, ce qui provoque des distorsions de signal et affecte le bon fonctionnement de l'appareil.

Différent des signaux en simple finition, la transmission différentielle adopte un concept de conception plus ingénieux. Dans la transmission différentielle, deux lignes de signal sont utilisées pour transmettre les signaux simultanément. Les signaux sur ces deux lignes ont des amplitudes égales mais des phases opposées. Cette méthode de transmission unique confère aux signaux différentiels de nombreux avantages remarquables. Premièrement, elle possède une capacité anti-interférence extrêmement forte. Lorsque des interférences externes se produisent, le bruit d'interférence est ajouté aux deux lignes de signal de manière simultanée et avec des valeurs égales. Comme les signaux originaux sur les deux lignes de signal ont des phases opposées, les signaux d'interférence s'annulent mutuellement, de sorte que le signal obtenu à la réception n'est pas affecté par l'interférence. Deuxièmement, les signaux différentiels peuvent supprimer efficacement les interférences électromagnétiques. Étant donné que les deux lignes de signal sont très proches l'une de l'autre, les amplitudes des signaux sont égales, les amplitudes des champs électromagnétiques couplés entre eux et la ligne de masse sont également identiques, et les polarités des signaux sont opposées, donc les champs électromagnétiques s'annulent mutuellement, réduisant considérablement les interférences électromagnétiques vers l'extérieur. Troisièmement, les signaux différentiels sont moins influencés par le rapport entre la tension seuil et l'amplitude du signal, ce qui leur permet de mieux performer dans la transmission de signaux à faible amplitude. Ils peuvent réaliser un positionnement continu et précis, montrant des avantages évidents dans l'application des caméras de balayage linéaire avec des exigences de précision extrêmement élevées.

Cependant, les signaux différentiels ne sont pas parfaits. Dans le cas d'un espace extrêmement serré sur une carte imprimée, ils présentent certaines limitations. Comme les signaux différentiels nécessitent que les deux lignes aient la même longueur, la même largeur, soient rapprochées et situées sur le même niveau, lorsque l'empacement des broches du composant est extrêmement petit et qu'une seule voie peut passer, les signaux différentiels ne peuvent pas être utilisés normalement. D'autre part, les signaux à simple extrémité, avec leur structure simple, offrent une plus grande flexibilité dans l'utilisation de l'espace.

Dans les applications pratiques, en considérant les exigences élevées des caméras à balayage linéaire en termes de stabilité et de précision du signal, la plupart des caméras à balayage linéaire actuelles choisissent d'utiliser des méthodes de connexion de signaux différentiels. Mais les signaux à simple extrémité n'ont pas encore été complètement éliminés. Dans certaines situations où les exigences en matière de précision du signal ne sont pas élevées et où l'environnement électromagnétique est relativement stable, ils peuvent toujours pleinement mettre en avant leurs avantages de faible coût et de conception simple. Comprendre les caractéristiques et les différences entre les signaux à simple extrémité et les signaux différentiels est d'une grande importance pour une compréhension approfondie du fonctionnement des caméras à balayage linéaire et pour choisir rationnellement les méthodes de transmission de signaux dans différents scénarios d'application. Avec le développement continu de la technologie, des méthodes de transmission de signaux plus avancées pourraient émerger à l'avenir. Mais pour l'instant, les signaux à simple extrémité et les signaux différentiels jouent encore des rôles importants dans leurs domaines respectifs.