Mengapa jaringan membutuhkan kabel ground yang sama?

9

Saya membaca tentang komunikasi serial di komputer dan sistem tertanam dan menemukan pernyataan berikut -

Komputer yang terhubung dengan kabel harus memiliki referensi ground yang sama, biasanya disediakan oleh kabel ground di kabel. ( Sumber )

Apa alasannya? Saya pikir kawat tanah hanya untuk perlindungan terhadap kebocoran listrik. Apa yang akan menjadi kebutuhan untuk kawat pijakan bersama dalam jaringan komunikasi?

Kshitiz Sharma
sumber
6
Versi pendek - pendek adalah bahwa Anda harus tahu apa yang harus Anda ukur terhadap sinyal Anda, tentu saja.
dmckee --- ex-moderator kitten

Jawaban:

19

Tegangan relatif. Satu level tegangan hanya masuk akal jika Anda memiliki level tegangan lain untuk membandingkannya. Jika Anda akan melihat kabel sinyal saja Anda tidak akan mendapatkan lebih bijaksana, Anda tidak akan mengukur tegangan. Anda perlu referensi untuk mengukur, sehingga Anda dapat mengatakan bahwa sinyal begitu-dan-begitu banyak volt, dirujuk ke ground .

Yang direferensikan ke ground tersirat ketika kita berbicara tentang level tegangan, kecuali dinyatakan sebaliknya. Sinyal seimbang sering simetris tentang pentanahan, sehingga ketika pada 1 kawat tegangan naik ke +1 V pada kabel lainnya akan menjadi -1 V. Baik simetris. Tetapi penerima tidak akan melihat satu kabel dan melihat +1 V; itu akan melihat perbedaan tegangan antara kedua kabel, dan kemudian arde tidak relevan. Sinyal seperti itu akan paling sering ditransmisikan melalui kabel twisted pair, di mana satu kawat adalah sinyal positif dan yang lainnya adalah sinyal negatif. Tidak ada kabel ground.

sunting
Kortuk ingin melihat gambar yang cantik. Lagi. (mendesah)

masukkan deskripsi gambar di sini

Et voilà, une jolie image. Jangan lihat En-Ya, ini tentang jam dinding saya. Seberapa tinggi itu menggantung? Kebanyakan orang akan mengatakan "sekitar 2 meter". Itu karena kita biasanya akan mengambil lantai sebagai level referensi, "tanah" kita. Tapi apartemen saya ada di lantai dua, dan jika saya mengambil level jalan sebagai referensi jam akan berada di 8 m di atas permukaan jalan. Seorang ahli geografi mungkin menyarankan 35 m di atas permukaan laut. Jadi "tinggi" tidak ada artinya tanpa referensi, dan dengan tegangan itu adalah hal yang sama.

stevenvh
sumber
burung di kawat listrik =)
Onur
Saya perhatikan jawaban Anda tidak memiliki gambaran yang bagus.
Kortuk
@Kortuk - ya, saya pikir gambar saya yang bagus bernilai setidaknya 5 suara ... ;-)
Oli Glaser
@Oli - Milikmu boleh dianimasikan, tetapi milikku punya gadis yang sangat baik! :-)
stevenvh
@Kortuk - Telah juga! :-)
stevenvh
10

dmckee benar (harus menambahkannya sebagai jawaban benar-benar) karena setiap sinyal listrik memerlukan jalur balik, yang disediakan oleh koneksi ground. Nama lain untuk Voltage adalah "Perbedaan Potensi", yang berarti perbedaan potensial antara dua titik. Jadi Anda tidak bisa hanya mengatakan bahwa suatu titik adalah "Lima volt", Anda harus mengatakan itu adalah "Lima volt sehubungan dengan x" (dalam praktiknya kita mengatakan yang pertama, tetapi diasumsikan kita tahu di mana titik relatifnya - misalnya tanah simpul)

Pikirkan bola lampu - ada dua terminal. Baterai - dua terminal. Bisakah kita menyalakan bohlam dengan hanya menghubungkan salah satu terminal itu ke salah satu terminal baterai? Tidak, kita harus menyelesaikan sirkuit .
Cara lain untuk melihatnya adalah pompa (baterai) dan pipa (kabel) plus roda air (tertutup) (pompa). Untuk pompa untuk memutar roda, perlu ada pipa keluar dan pipa balik.

Berikut diagram untuk memperjelas:

analogi air

Perhatikan bahwa penjelasan di atas menjelaskan perlunya 2 kabel - tidak perlu harus ada "landasan bersama" (yaitu dalam sistem yang diisolasi dengan transformator / optikal) seperti yang dijelaskan oleh Wouter dengan benar. Pemancar dan penerima masih memiliki rangkaian lengkap (misalnya primer dari transformator yang secara magnetik digabungkan ke sekunder - inilah sebabnya mengapa sekunder dapat memiliki referensi "ground" yang berbeda) sehingga hal-hal "terlihat" sama dengan mereka.

Oli Glaser
sumber
5
Sukai diagram itu!
dext0rb
@ dext0rb - terima kasih, saya pikir itu cukup keren - saya menemukannya di sini di mana ada beberapa versi yang lebih kompleks. Juga Wiki dan HyperPhysics keduanya memiliki halaman yang baik pada analogi air (dan keterbatasan itu)
Oli Glaser
2
Saya pikir itu harus memutar berlawanan arah jarum jam di belahan bumi Utara :-)
stevenvh
7

Secara umum ini benar - tegangan harus memiliki titik referensi. Pikirkan tegangan sebagai jarak: konsep jarak tidak masuk akal kecuali Anda setuju dari mana.

Namun klaim itu tidak sepenuhnya benar. Sebuah kawat tidak perlu membawa listrik, itu bisa menjadi kawat serat gelas ...

Contoh tandingan lain adalah komunikasi seimbang tranformer-berpasangan, yang digunakan oleh sebagian besar koneksi Ethernet modern, dan beberapa sistem dengan keandalan tinggi seperti MIL-1553. Untuk komunikasi seperti itu, kedua sistem komunikasi tidak perlu memiliki kesamaan.

Wouter van Ooijen
sumber
0

Jaringan komunikasi mengirimkan data dalam hal perbedaan voltase. Untuk mengukur tegangan apa pun harus ada titik referensi. Baik komputer atau kedua peralatan yang memiliki koneksi serial bertaruh mereka harus memahami arti yang sama dari data (baca - titik referensi yang sama untuk tegangan) sehingga memberikan landasan bersama yang sama sangat penting. Ini juga membantu mencegah kebisingan yang merusak pertukaran data.

Jayprakash Shet
sumber