雜訊、接地與電磁相容

雙絞線(twisted pair)

把一個訊號的兩條線,去程那條與回程那條,絞在一起成為一條緊密的螺旋。這個簡單又便宜的把戲就是雙絞線,而它是有史以來最有效的雜訊防禦之一。這正是乙太網路與電話線採用雙絞線、而非直線的原因:絞合使電纜甩開磁性干擾,並讓接收端拒斥兩條線一起拾取到的嗡聲。

有兩個效應在起作用。其一,絞合幾乎消除了兩線間的迴路面積,所以幾乎沒有開放的迴路讓磁場去推動電流繞行,而取決於迴路面積的磁性拾取便趨近於零。其二,因為兩線一起走,任何干擾幾乎一模一樣地以共模電壓抵達兩者;差動接收端只看兩線之間的「差」,把那共享的雜訊相減掉(共模拒斥)。絞合也旋轉兩線,使任何溜進某半圈的磁通量,被方向相反的下半圈抵消。

雙絞線加上差動傳訊,是把乾淨訊號送過一段吵雜距離的標準做法,從平衡式麥克風線(XLR)到 USB、乙太網路與 CAN 匯流排無處不在。誠實的極限:抵消的好壞,全看兩條線的平衡程度與接收端的共模拒斥比,而且絞合對磁性耦合的幫助,遠大於對附近強電場的幫助。電場那部分,你要在這對線外加一個接地屏蔽(屏蔽雙絞線)。絞合擊敗磁性拾取,屏蔽擊敗電場拾取,兩者合起來便所向披靡。

一段 10 公尺的麥克風走線,以雙絞線餵入一個差動(平衡)輸入,市電嗡聲被兩條線等量拾取;輸入放大器把共同的部分相減,留下音樂。同樣這段若用單條非平衡線,會嗡得很厲害。

消滅迴路面積、共享雜訊、再把它相減——絞合的兩件禮物。

雙絞線藉由消滅迴路面積對抗磁性(電感性)拾取,但本身對電場拾取幾乎無用。電場那部分要加一個接地屏蔽,其餘的就靠接收端的共模拒斥比。

又稱
twisted-pair cable絞線扭絞線