Kod "Signal Code" kamery skanującej: Właściwa analiza sygnałów jednoprzewodowych i różnicowych

W dziedzinie widzenia maszynowego kamery skanujące działają jak "przewidujące oczy", ponosząc ważne zadanie wykrywania i identyfikowania różnych obiektów z wysoką precyzją. Wewnątrz kamery metody łączenia wyzwalacza kodera, zwłaszcza sygnały jednokońcowe i różnicowe, odgrywają kluczową rolę w wydajności kamery. Czym więc dokładnie są sygnały jednokońcowe i różnicowe? Jakie są różnice, zalety i wady między nimi?

Jako tradycyjna i podstawowa metoda przekazywania sygnałów, zasada jednokoncowa jest łatwa do zrozumienia. Używa ona kombinacji jednej linii sygnałowej i jednej linii masowej do wykonania transmisji sygnału. W tym trybie linia sygnałowa odpowiada za przenoszenie sygnału do przekazania, podczas gdy linia masy działa jako odniesienie potencjału, dostarczając punkt odniesienia dla sygnału. Ta metoda ma prostą strukturę i była powszechnie stosowana w wcześniejszych urządzeniach elektronicznych. Ze względu na wysoki poziom integracji oraz względnie niskie zużycie energii, większość niskopoziomowych sygnałów dostępnych na rynku przekazywana jest za pomocą sygnałów jednokoncowych. Jednakże, ta sama cecha, która przynosi jej zalety, powoduje również jej wady. Prosta struktura prowadzi do wyraźnych wad. Sygnały jednokoncowe mają słabe zdolności antyzakłóceniowe. W złożonych środowiskach elektromagnetycznych sygnały są łatwo zakłócone, co prowadzi do zniekształceń sygnału i wpływa na prawidłowe działanie urządzenia.

Różni się to od sygnałów jednoprzewodowych, przesyłanie różnicowe wykorzystuje bardziej sprytny koncept projektowy. W przesyłaniu różnicowym stosowane są dwie linie sygnałowe do jednoczesnego przekazywania sygnałów. Sygnały na tych dwóch liniach mają takie same amplitudy, ale przeciwną fazę. Ta unikalna metoda transmisji nada różnicowym sygnałom wiele znaczących zalet. Po pierwsze, mają one wyjątkowo silną odporność na zakłócenia. Gdy występuje zewnętrzne zakłócenie, szum zakłócający jest dodawany do obu linii sygnałowych w sposób równocenny i jednoczesny. Ponieważ pierwotne sygnały na obu liniach mają przeciwną fazę, zakłócenia anulują się wzajemnie, dzięki czemu sygnał otrzymany na końcu nie jest wpływowany przez zakłócenia. Po drugie, sygnały różnicowe mogą skutecznie tłumić zakłócenia elektromagnetyczne. Ponieważ dwie linie sygnałowe znajdują się bardzo blisko siebie, amplitudy sygnałów są równe, a amplitudy sprzężonych pól elektromagnetycznych między nimi a linią masową są również takie same, a polarność sygnałów jest przeciwna, pola elektromagnetyczne anulują się wzajemnie, co znacznie zmniejsza zakłócenia elektromagnetyczne dla otoczenia. Po trzecie, sygnały różnicowe są mniej narażone na wpływ stosunku naprężenia progowego do amplitudy sygnału, co sprawia, że działają lepiej podczas przesyłania sygnałów o małej amplitudzie. Mogą one osiągnąć ciągłe i dokładne pozycjonowanie, pokazując oczywiste zalety w zastosowaniach kamery skanowania liniowego o ekstremalnie wysokich wymaganiach precyzji.

Jednakże, sygnały różnicowe nie są doskonałe. W przypadku ekstremalnie ciasnej przestrzeni na plocie obwodów zintegrowanych występują pewne ograniczenia. Ponieważ sygnały różnicowe wymagają, aby dwie linie miały taką samą długość, szerokość, były blisko siebie i umieszczone na tej samej warstwie, gdy odstęp między pinami czipy jest ekstremalnie mały i może przejść tylko jedna linia, sygnały różnicowe nie mogą być używane normalnie. Z drugiej strony, sygnały jednokierunkowe, dzięki swojej prostszej strukturze, są bardziej elastyczne pod względem wykorzystania przestrzeni.

W praktycznych zastosowaniach, biorąc pod uwagę wysokie wymagania kamer skanujących linii co do stabilności i dokładności sygnału, większość obecnie używanych kamer linii wybiera metody łączenia sygnałów różnicowych. Jednakże, sygnały jednoprzewodowe nie zostały jeszcze całkowicie wycofane. W niektórych sytuacjach, gdzie wymagania co do dokładności sygnału nie są wysokie, a środowisko elektromagnetyczne jest względnie stabilne, mogą one w pełni wykorzystać swoje zalety niskich kosztów i prostego projektu. Zrozumienie charakterystyk i różnic między sygnałami jednoprzewodowymi i różnicowymi ma ogromne znaczenie dla głębokiego zrozumienia zasad działania kamer skanujących linii oraz racjonalnego wyboru metod transmisji sygnału w różnych scenariuszach zastosowań. Z ciągłym rozwojem technologii, w przyszłości mogą pojawić się bardziej zaawansowane metody transmisji sygnału. Ale obecnie, sygnały jednoprzewodowe i różnicowe nadal odgrywają ważne role w swoich odpowiednich dziedzinach.