«Signal Code» камер лінійного сканування: Глибокий аналіз односправжніх та диференціальних сигналів

У галузі машинного бачення, камери лінійного сканування виступають як "ясновидящі очі", несучи важливу місію високоточного виявлення та ідентифікації різноманітних об'єктів. Усередині камери, методи підключення кодера, особливо односправжні сигнали та диференціальні сигнали, грають ключову роль у продуктивності камери. Отже, що саме таке односправжні сигнали та диференціальні сигнали? Які є відмінності, переваги та недоліки між ними?

Як традиційний і базовий метод передачі сигналу, принцип однокінцевих сигналів легко зрозуміти. Він використовує комбінацію одного сигналного проводника і одного масового проводника для завершення передачі сигналу. У цьому режимі сигналний проводник відповідає за перенесення сигналу, який потрібно передати, тоді як масовий проводник виступає як референтний потенціал, надаючи бенчмарк для сигналу. Цей метод має просту структуру і широко використовувався у ранніх електронних пристроях. Захищаючи високий рівень інтеграції і відносно низьке споживання енергії, більшість низькорівневих сигналів на ринку передаються за допомогою однокінцевих сигналів. Проте саме та характеристика, що приносить йому переваги, також призводить до недоліків. Проста структура призводить до очевидних недоліків. Однокінцеві сигнали мають слабку здатність до протидії збуренням. У складних електромагнітних середовищах сигнали легко збурюються, що призводить до викривлення сигналу і впливає на нормальне функціонування пристрою.

Відмінно від односпрямлених сигналів, диференціальна передача має більш генійний дизайнерський концепт. У диференціальній передачі використовуються дві лінії для одночасної передачі сигналів. Сигнали на цих двох лініях мають однакову амплітуду, але протилежну фазу. Цей унікальний метод передачі надає диференціальним сигналам багато замітних переваг. По-перше, вона має надзвичайно сильну здатність до захисту від збурень. Коли виникає зовнішнє завадження, заваджувальний шум додається до двох ліній сигналів у рівному та одночасному порядку. Оскільки початкові сигнали на двох лініях сигналів мають протилежну фазу, заваджувальні сигнали нігтяють один одного, тому сигнал, отриманий на приймальному кінці, не піддається впливу завад. По-друге, диференціальні сигнали можуть ефективно підтумкнути електромагнітні завади. Оскільки дві лінії сигналів знаходяться дуже близько одна до одної, амплітуди сигналів є рівними, амплітуди сполучених електромагнітних полів між ними і земельною лінією також однакові, і полярності сигналів протилежні, тому електромагнітні поля нігтяють один одного, значно зменшуючи електромагнітні завади навколо. По-третє, диференціальні сигнали менше піддаються впливу відношення порогового напруги до амплітуди сигналу, що робить їх кращими у передачі сигналів маленької амплітуди. Вони можуть досягати неперервного і точного позиціонування, що проявляється в явних перевагах при застосуванні лінійних сканерів камер із екстремально високими вимогами до точності.

Тим не менш, диференційні сигналы не є ідеальними. У випадку екстремально обмеженої просторової місця на платі вони мають певні обмеження. Оскільки диференційні сигнали вимагають, щоб дві лінії були однакової довжини, однакової ширини, розташовані близько одна до одної та знаходились на тому самому шарі, то коли пін-пitches чипа є екстремально малими і лише одним проводом можна пройти, диференційні сигнали не можуть бути використані нормально. З іншого боку, одинцеві сигнали, завдяки своєму простому структурному устрою, є гнучшими у використанні простору.

У практичних застосуваннях, враховуючи високі вимоги до стабільності і точності сигналу лінійних камер, більшість сучасних лінійних камер використовують диференціальну методу з'єднання сигналів. Проте одночепні сигнали ще не повністю вийшли з ужитку. У деяких ситуаціях, де вимоги до точності сигналу невисокі, а електромагнітне середовище відносно стабільне, вони все ще можуть використовуватися завдяки своїм перевагам низької вартості та простоти дизайну. Розуміння характеристик і різниць між одночепними і диференціальними сигналами має велике значення для глибшого розуміння принципу роботи лінійних камер та раціонального вибору методів передачі сигналів у різних застосуваннях. З постійного розвитку технологій у майбутньому можуть з'явитися більш сучасні методи передачі сигналів. Але на сьогоднішній день одночепні і диференціальні сигнали продовжують грати важливу роль у своїх галузях.