負電圧の基礎:通信回路における電圧

デジタル回路や通信回路において、RS232規格などの一部の通信インターフェースでは、ハイとローの論理レベルを区別するために正電圧と負電圧が使用されます。具体的には、論理1 = -12V、論理0 = +12Vとなります。負電圧を用いることで、長距離ケーブル伝送時の耐干渉性能が向上し、コモンモードノイズが抑制されます。これは産業用シリアル通信において必須の仕様であり、負電圧がない場合、通信中にデータが乱れたり、パケット損失が発生したりします。

応用例

産業用PLCのシリアルポート、機器のデバッグ用RS232ポート、差動通信モジュール、および産業用制御機器間のデータ交換

技術上の要点

  1. 標準的な信号レベルは、±10V~±12Vの正負電圧レールに依存します。
  2. オンチップのチャージポンプは、単一の5V電源レールから負電圧を生成します。
  3. 負電圧レベルが大きいほど、長距離伝送における耐障害性が高まります。

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