A "Signal Kód" a soros kameraoktatókban: Mélyreható elemzés az egyszeres és differenciális jelek vonatkozásában

A gépi látás területén a soros kameraoktatók mint „látó szemek” viselik a feladatot, amelynek köszönhetően magas pontosságú észlelést és azonosítást végeznek különböző tárgyakon. A kamerán belül az encoder elindító kapcsolati módja, különösen az egyszeres jelek és a differenciális jelek játszanak döntő szerepet a kamera teljesítményében. Hogy mi pontosan az egyszeres jel és a differenciális jel? Mi a különbség, előnyök és hátrányok közöttük?

A konvencionális és alapvető jelátviteli módszerként a egyenesjelű átvitel elve könnyen érthető. Egy jelesési vonal és egy talp vonal kombinációját használja az átvitelhez. Ebben a módban a jelesési vonal felelős a továbbítandó jel elszámolásáért, míg a talp vonal referencia-potenciállakiként szolgál, amely a jeleknek egy referenciát biztosít. Ez a módszer egyszerű szerkezetű, és korábban széles körben használták a korai elektronikai eszközökben. Magas integrációs szintje és viszonylag alacsony fogyasztása miatt a legtöbb alacsony szintű jel piacra kerül egyenesjelű átvitel útján. Azonban ugyanazok a jellemzők, amelyek előnyeit hozzák, okozzák a hátrányait is. Az egyszerű szerkezet nyilvánvaló hátrányokat eredményez. A egyenesjelű átvitelnek gyenge zavarhatósága van. Komplex elektromos környezetekben a jelek könnyen zavaródnak, ami jel torzulást eredményez, és befolyásolja az eszköz normál működését.

Egyéb mint az egyszeres jelek, a differenciálás egy alkotóbb tervezési fogalmat használ. A differenciálás során két jelvonalat használnak egyszerre a jelek továbbítására. Ezek a két vonalon lévő jelnek egyenlő amplitúdójúak, de ellenkező fázisban vannak. Ez a speciális továbbítási módszer számos kiváló előnnyel bírő differenciáljelent. Először is, rendkívül erős zavarhatósággal rendelkezik. Amikor külső zavargás bekövetkezik, a zavarást egyenértékűen és egyszerre adják hozzá a két jelvonallal. Mivel az eredeti jelek a két jelvonalon ellenkező fázisban vannak, a zavarást egymás kiürítésével csökkentik, így a fogadó végén kapott jel nem érintett a zavargások által. Másodszor, a differenciáljelent hatékonyan csökkenti az elektromos-mágneses zavargást. Mivel a két jelvonal nagyon közeli egymáshoz, a jel amplitúdója egyenlő, az összekapcsolt elektromos-mágneses mező amplitúdója közöttük és a talpaló vonal között is ugyanaz, és a jel polaritása ellentétes, ezért a mezők egymás kiürítésével csökkentik a külső elektromos-mágneses zavargást jelentősen. Harmadszor, a differenciáljelent kevésbé érzékeny a küszöbérték és a jelamplitúdó arányára, ami jobb teljesítményt biztosít alacsony-amplitúdós jelek továbbításakor. Folytonos és pontos helymeghatározást érhetnek el, ami nyilvánvaló előnyeket jelent a nagyon magas pontossági követelményekkel rendelkező vonalos skennel kameráknál való alkalmazásukkor.

Azonban a differenciális jelek nem tökéletesek. Az extrém módon kitérített áramkörtervezetés esetén bizonyos korlátok vannak. Mivel a differenciális jelek két vonalnak ugyanolyan hosszúságra, szélességre, közel egymáshoz és ugyanazon rétegben való elhelyezkedésre van szükségük, amikor a csipő pinzselése (pitch) extrém mértékben kicsi és csak egy vezeték juthat át, akkor a differenciális jelek nem használhatók normálisan. Másrészt az egyszeres jelek egyszerű szerkezetük miatt rugalmasabbak a térhasznosítás terén.

A gyakorlati alkalmazásokban, figyelembe véve a soronkénti kamerák jel stabilitására és pontosságra vonatkozó magas követelményeit, a legtöbb soronkénti kamera jelenleg differenciális jeles kapcsolati módszert használ. Azonban az egyszeres végű jelek nem kerültek teljesen ki. Néhány olyan helyzetben, ahol a jel pontosságára vonatkozó igények nem túl magasak és az elektromos környezet viszonylag stabil, továbbra is kihasználhatják az alacsony költségeik és egyszerű tervezésük előnyeit. Az egyszeres végű és differenciális jelek tulajdonságainak és különbségeinek megértése nagy jelentőséggel bír a soronkénti kamerák működési elveinek mélyebb értelmében és a racionális jeletárolási módszerek kiválasztásában különböző alkalmazási esetekben. A technológia folyamatos fejlődésével jövőben talán még fejlettebb jeletárolási módszerek jelenhetnek meg. De jelenleg az egyszeres végű és differenciális jelek továbbra is fontos szerepet játszanak saját területeiken.