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Il existe plusieurs moyens pour transférer un signal électrique sur un câble entre deux appareils. Les techniques présentées ici reposent sur le fait que le signal est transféré sous la forme d'une variation de tension. Or, une tension, c'est la différence de potentiel entre deux points. Et, ce qui va justement distinguer les trois types de liaisons électroniques décrites ci-dessous, c'est le point qui servira de référence pour cette mesure.
Retour par la terre
Avec le retour par la terre, le signal est transmis en faisant varier la tension sur un fil par rapport à la terre mesurée à chacune des extrémités.
L'avantage de ce type de liaison est la réduction des conducteurs au strict minimum: un fil par signal à transmettre. Par contre, son fonctionnement repose sur le fait qu'il n'y ait pas de différence de tension significative (par rapport à la tension du signal) entre les terres aux extrémités de la ligne. Sur de courtes distances ou pour des tensions de signal importantes, c'est probable.
Aujourd'hui, cette solution est surtout utilisée dans l'alimentation de puissance lorsque l'économie d'un conducteur réduit les coûts de façon significative. Ainsi, on trouve cette solution pour le transport du courant électrique dans des zones rurales [1], ou encore lors de l'acheminement de courants continus haute tension (HVDC) par liaison sous-marine. Dans ce dernier cas, la terre est en réalité constituée par l'eau de mer. C'est le cas par exemple du câble sous la Baltique qui interconnecte les réseaux électriques suédois et allemands.
L'utilisation du sol ou de la mer comme chemin de retour pour le courant dans ces installations pose tout de même des questions environnementales à cause de l'émission de chlore et de la corrosion induite sur les équipements métalliques présents (câbles, pipelines, etc.).
Liaison asymétrique
La liaison asymétrique est celle qu'on retrouve le plus souvent en électronique: un câble achemine le signal, et un fil de masse assure une référence commune aux deux équipements interconnectés.
Cette liaison a pour avantage sa simplicité et le nombre limité de conducteurs nécessaires: un par signal, plus un pour la masse commune. Ce dernier point est aussi un de ses inconvénients. En effet, le courant de chaque signal revient sur la même ligne de masse. Ce qui peut induire un phénomène de diaphonie (crosstalk).
Malgré tout, de nombreuses interfaces informatiques utilisent ce type de liaison: RS-232, PS/2, IDE, etc. C'est aussi par ce type de liaison que sont interconnectés les circuits électroniques TTL ou CMOS.
Liaison différentielle
Une liaison différentielle est un moyen d'interconnecter deux systèmes dans lequel les informations électriques sont transmises par deux signaux complémentaires sur deux fils séparés. Dans ce type de liaison, c'est la tension entre ces deux fils qui importe.
Un avantage majeure de cette technique est d'augmenter l’immunité au bruit de la liaison. Et donc d'envisager des liaisons utilisant des tensions plus faibles et supportant des atténuations plus importantes. Cela a pour conséquence de permettre des transmissions sur de plus grandes distances et avec des débits plus importants, même en environnement bruité.
Voici quelques exemples de liaisons différentielles:
- EIA-422
- EIA-485
- Ethernet sur paire torsadée
- Serial ATA (SATA)
- PCI Express
- Serial attached SCSI (SAS)
Ressources
- http://www.lammertbies.nl/comm/info/RS-422.html – Informations sur la liaison série RS-422
- http://www.lammertbies.nl/comm/info/RS-485.html – Informations sur la liaison série RS-485 et comparaison avec les autres liaisons de la famille
- http://www.maxim-ic.com/app-notes/index.mvp/id/723 – Exemples d'utilisation des liaisons RS-232, RS-422 et RS-485
- Balanced line sur Wikipedia
- Single-wire earth return sur Wikipedia
- Single-ended signalling sur Wikipedia
- Differential signaling sur Wikipedia