Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 49
Текст из файла (страница 49)
3.44. Электромагнитные помехи Во многих странах имеются жесткие требовании относительно уровня допустимых помех, вызываемых электрическими приборами как по сети переменного тока, так и по окружающей среде. Специальный международный комитет радиоэлектрических помех (С18РР) выпустил документ, объединяющий этн требования в единые рекомендации (11 и 14) для изготовителей электронных приборов, имеющих дело с инструкциями разных стран.
В ФРГ при изготовлении устройств обработки данных руководствуются постановлениями гв 529/1970 и 523/1969. Контроль соответствия устройств предъявляемым требованиям осуществляется с помощью измерительных приемников общепризнанных фирм-изготовителей (Яегпепэ ЯсЬтчагхЬесй). При кондуктнвном измерении помех измерительный приемник соединяется со входом устройств с помощью искусственно созданного импеданса. Прн излучении в окружающей среде измеряется н регистрируется спектр помех от 10 кГц до 1 ГГц с помощью измерительного приемника с антенной, имеющей определенную дальность действия (например, 30 м). Для предотвращения возникновения помех в сети переменного напряжения в устройствах обработки данных необходимо использовать сетевой фильтр, который должен быть установлен в месте подведения напряжения к корпусу.
Тогда помеха от сети не пройдет ни по одному из проводов. На рис. 3.84 представлен вариант включения сетевого фильтра в первичную цепь устройства обработки данных. Фильтры, используемые для подавления помех, поставляются многими изготовителями. Среди ннх можно назвать фирмы 51егпепз, Е)сЬЬой и Согсопт. Сложнее обстоит дело в том случае, когда помеха возникает в окружающей среде. В устройстве обработки данных сущест- Глава 8 вует множество потенциальных источников помех,. но обычно излучаемая ими энергия не превосходит установленных пределов. В некоторых случаях в том или ином месте требуется подключить экранированный провод.
Лучший способ защиты от Гепмйай йвгплгапппг ель Сегпейаа гпплплп ала пере лапе уагпапаЕле Рис. 3.84. Фильтр для подавлевия помех от переменного ивпряжеиия сетх Рис. 3.85. Сетевые фильтры подавлсиия помех фирмы Еыпепе. следует иметь в виду статический разряд. Статические заряды, возникающие при трении синтетических материалов (например, между одеждой и чехлом сидения), которые могут накапливаться также на синтетическом покрытии пола, вызывают появление искр при соприкосновении с заземленной установкой. Такое искрение является не только неприятным для человека, по может также стать причиной появления помех, что отрицательно сказывается на работе прибора. Статический разряд является колебательным процессом, создающим электромагнитное поле, которое может оказывать влияние на провода.
Хороший результат дает такая защита от помех, при которой различные детали корпуса из листового металла, в котором заключена помех — уменьшение длины провода, поскольку он действует как антенна. Чем длиннее провод, тем больше излучаемая энергия. Самые короткие соединительные провода используются внутри интегральных схем, поэтому в них не наблюдается каких-либо излучений. Что касается помехоустойчивости, то тут Свозе устройств обработки с вкерскей средой установка, электрически соединяются друг с другом, а весь корпус, естественно, заземляется. Металлический кожух (боковая степка), изолированный от шасси лаком, в принципе является изолированным проводником, и через него возможно влияние помех на схемы внутри прибора.
Для контроля чувствительности установки к статическому разряду использустсн контрольный прибор, который с помощью индикатора определяет наличие статических зарядов в различных местах корпуса для того, чтобы определить, какое влияние они оказывают на установку. Таким путем определяются места, где накапливаются статические заряды.
Что касается соединения с общей шиной и заземления, то следует заметить, что нх следует предусматривать только в одном месте устройства, например в центральном устройстве илн автомате, чтобы избежать циркуляции наведенных токов и связанных с ней помех. Часто в центральном устройстве предусмотрен специальный блок питания, выполняющий такие функции, как поочередное включение питания периферийных приборов. Последовательное включение питания приборов часто необходимо для того, чтобы уменьшить импульс тока при включении. Нередко бывает так„что в сети переменного напряжения возникают скачки напряжения величиной 2 — 3 кВ.
Через блок питания они могут попасть в логические схемы н вызвать их выход из строя. Поэтому часто к первичной обмотке трансформатора питания подключают металлоокспдный варистор, который устраняет эти пики напряжения. Можно также подключить к вторичной обмоткеустройство,препятствующее внезапному включению.
Обычно это диоды Зенера, которые сглаживают кратковременные пикппнтающих напряжений до требуемой величины. На рис. 3.85 представлены некоторые фильтры подавления сетевых помех фирмы Яегпепз. В гл. 5 тома 4 будут более подробно рассмотрены устройства ввода и вывода для административной системы обработки данных. ПЕРЕДАЧА ДАННЫХ 4.1. Передача данных через длинные линии связи Если передача данных должна осуществляться на большие расстояния, то тогда возрастает опасность, что прн пересылке данных может произойти ошибка. Речь идет о длинных линиях передачи между двумя раздельными блоками обработки данных, каждый из которых имеет собственный логический потеицнал земли и устройство защиты от замыкания на землю. Между точками заземления в обоих блоках существует разница напряжений, воспринимаемая как помеха. Поблизости от устройств обработки данных имеется много источников помех, оказывающих влияние на линии связи.
При большой длине кабеля возрастает опасность наводки помех. Другой проблемой является согласование в линиях передачи данных. Если эти линии не совсем точно согласуются с характеристическим волновым сопротивлением, то тогда появляются отражения сигналов: после передачи импульса в линии связи некоторое время наблюдаются остаточные колебания, что может привести гя ошибке в передаче данных. Для устранения этой проблемы надо некоторое время выждать, пока линия связи снова придет в состояние покоя, однако для этого потребуется время. Поэтому за последние годы были разработаны различные методы передачи данных через длинные линии„чтобы добиться хорошей взаимосвязи между двумя подсистемами.
Эти методы реализуются в виде однопроводных и дифференциальных систем связи, причем последние могут быть выполнены в виде уравновешенных и неуравновешенных систем. В однопроводной системе, которая используется лишь при связи на короткие расстояния, передача сигналов происходит только по одной линии. Обратной линией связи является соединение через землю. Связь представляет собой в принципе большой контур, в котором легко может наводиться помеха.
Контуры многих сигнальных линий, имеющих общие соединения через землю, связаны друг с другом. Передача сигнала по одному контуру обусловливает появление нежелательных помех в других кон- Передача данных турах, а это означает в данном случае взаимное влияние между каналами связи. Резко уменьшая величину полного волнового сопротивления общего отрезка контуров, в данном случае общего заземления, можно ограничить связь, а тем самым и передачу помех.
Однопроводная система представляет собой простой и тем самым дешевый метод передачи данных. Рис. 4.1 иллюстрирует однопроводный метод передачи сигнала. При этом передающее и принимающее устройства состоят нз схемы И-НЕ. За счет ддад разде аерад йв~а Рнс. 4Л. Однопроводная передача данных.
разрешающих входов вентильных схем И-НЕ передача и прием данных могут быть блокированы. Линяя связи не достаточно точно согласуется с принимающей вентильной схемой И-НЕ, поэтому появляются отражения. При коротких линиях связи эти отражения не оказывают возмущающего воздействия, так как рассогласование является не очень болыпим: отражения в коротких отрезках линии связи происходят быстро в обе стороны, и итоговое значение напряжения н тока быстро достигает своей установившейся величины. Отражения можно наблюдать с помощью осциллоскопа, при этом они лежат внутри интервала времени нарастания и (или) спада фронта ймпульса.
При более длинных линиях связи однопроводная система уже не пригодна. Во всяком случае, надо отметить, что для быстродействующих систем передачи данных она не подходит. В системах медленного действия со значительными временамн нарастания н спада фронта импульсов непосредственно на фронте импульса могут иметь место отражении, следующие друг за другом не так быстро, как это наблюдается при длинных линиях связи. Однако, поскольку во время прохождении фронта импульса данные еще не являются установившимися, эти отражения не являются помехой.
При больших длинах линий связи в общем случае можно утверждать, что однопроводные системы передачи неприемлемы; здесь приходится рассчитывать только на сбалансированные илн несбалансированные дифференциальные системы ~рис. 4.2 и 4.3). В сбалансированной системе протнвофазный сигнал посту- пит на две линии передачи, Со стороны приемного устройства зоо Глава 4 беЕ Еиннбт Рис. 4.2, Дафферепцяалыаая передача данных с балаисироваииым управ- лением. Ебед Ее» Рееееиееи ,еегуеге еае Рис.
4.3. Дифференциальная передача данных с несбалансированным управ- лением. иия синфазного сигнала (СМ)с) эта реакция уменьшается, обеспечивая снижение влияния указанной наводимой помехи. Через общую линию связи (земля) поток сигналов больше не проходит, так что связь между различными линиями передачи данных через эту проводящую линию маловероятна. Конечно, предполагается, что обе линии передачи сигнала расположены близко друг от друга; таким образом. обратный ток вынужден протекать через вторую линию, а не через паразитную емкость н общую линию связи через землю.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
