Й.Янсен Курс цифровой электроники. Том 3. Сложные ИС для устройств передачи данных (1987) (1092083), страница 50
Текст из файла (страница 50)
Помеха, возникающая за счет отражений, продолжает существовать. Оиа отсутствует только тогда, когда принимающая сторона согласована с характеристическим сопротивлением линии. Возможно также подсоединение с передающей стороны сопротивления последовательно с линиями передачи сигналов, как это будет показано ниже.
В многопроводной линии связи величина характеристического (волнового) сопротивления Уа составляет около 130 0м, и на конце линии на входе приемника должен включаться резистор с таким же значением сопротивления. С передающей стороны требуется, чтобы амплитуда импульса сигкала данных в линии связи была достаточно большой, чтобы можно было надежно воспринимать его дифференциальным усилителем. Напряжение сигнала может быть меньше, чем логический перепад напряжений в транзисторно-транзисторных информация воспринимается дифференциально и переводится в логический сигнал. За счет парафазного сигнала в линиях и применения усилителя с дифференциальным входом эта система передачи данных нечувствительна к синфазным помехам. Это означает, что наводимая помеха, в обеих линиях одинаковая по фазе и амплитуде, не вызывает существенной реакции на выходе дифференциального усилителя.
При увеличении коэффициента подавле- авееее еееджееее 4уееиге еее Переда«а да«них логическнх схемах (ТТЛ-схемах). Таким образом, можно ограничить рассеивание мощности в системе передачи данных. В общем случае (в данном примере тоже) как передающее, так и принимающее устройства снабжены разрешающими входами для блокирования ~и деблокирования) линии передачи данных. В несбалансированной системе в линию связи посылаются не пзрафазные, а однофазные сигналы. Так как для передачи сигналов имеются два провода: прямая и обратная линия, то по сравнению с однопроводной данная система менее чувствительна к помехе, наводимой между линиями сигналов. Однако сама помеха, возникающая вследствие взаимного влияния между каналами связи, появляется значительно реже.
В отношении соединения через общую шину заземления на стороне передающего устройства должны быть приняты специальные меры: необходимо использовать «жесткое заземление». При асимметричном управлении величины полных сопротивлений, с которыми сигнальные линии заканчиваются на стороне передающего устройства, не равны между собой. При наводимой помехе и при помехе, проходящей через логическое заземление, это ведет к различию в синфазных сигналах, на что может реагировать принимающее устройство.
В этой связи наиболее целесообразно использовать симметричную систему. 4.2. Согласование с линией передачи данных Как мы уже объяснили, линии передачи сигналов должны согласовываться во избежание появления отражений. Правда, при передаче данных отражение не обязательно приводит к появлению помех. Возможно, например, подсоединение к линии связи с передающей стороны последовательного согласующего сопротивления, за счет чего отражения появляются только на стороне приемника, где оии не вызывают никаких неприятных последствий.,Передатчик не подвержен воздействию отражений, так как энергия, подаваемая в линию связи, возвращается назад и при этом помогает достичь на выходе конечного значения выходного напряжении.
На рис. 4.4 приведены некоторые возможные методы, которые мь| можем использовать для борьбы с помехамн, возникающими нз-за влияния отражений. На рис. 4.4, а для иллюстрации показано, что произойдет в случае, если линия не будет согласована ни со стороны передатчика, ни со стороны приемника, Фронт импульса, который мы подали в линию связи, передается по ней в виде волнового фронта. Волновое сопротивление линии равно У„и за счет деления напряжения в отношении У: (У,+Й,„„) амплитуда а Рис. 4.4. Равлнняые методы согласования линии передана данных для уст- ранения отражений иа стороне приемника. Передача данньи импульса имеет меньшее значение по сравнению с величиной выходного напряжения Уаых (Йанч выходное сопротивление передатчика).
Волновой фронт движется по линии связи к приемнику со скоростью около б см/нс. На конце линии связи волна достигает приемника, имеющего достаточно высокое входное сопротивление (много больше Л„), что эквивалентно разомкнутому состоянию линии передачи данных, при котором энергия волны не рассеивается. Это ведет к появлению напряжения,величина которого в 2 раза больше выходного напряжения передатчика, 'Из рисунка видно, что волновой фронт„ изображенный в виде фронта импульса, действительно приходит к приемнику несколько позже.
Затем волна возвращается назад к передатчику и вызывает здесь также появление ступеньки напряжения,так как на конце линии энергия не рассеивается (разомкнутый конец). В принципе волна отдает энергию, которая определяется величиной ступеньки напряжения. Отдача продолжается, если волновой фронт вслед за этим снова проходит по линии в сторону приемника, где отдача энергии ведет затем к отрицательному изменению встречного напряжения. При возвращении к передающей стороне волна может снова поглощать энергию благодаря преобладающему высокому напряжению.
Это вновь ведет к увеличению напряжения на конце линии по истечении времени прохождения волнового фронта. Все это продолжается соответственно уменьшающимися ступеньками до тех пор, пока линия не придет в состояние покоя, Потери внутри линии связи являются причиной того, что ступеньки напряженин постепенно становятся все меньше и меньше, и вслед за этим отражения полностью гасятся. ~При прохождении отрицательного фронта импульса все происходит подобным же образом„только в обратном порядке. Тотчас после фронта импульса включения конечное волновое сопротивление делает невозможным получение полной амплитуды импульса в том виде, в каком он был послан передатчиком.
Разомкнутый конец линии на стороне приемника является причиной появления ступеньки, которая по величине больше, чем существовавшее до этого момента времени значение напряжения импульса. Так как индуцируемое напряжение имеет отрицательную полярность, то мгновенное значение опускается ниже нулевого уровня (это видно нз рисунка). Затем энергия отражается в прямом н обратном направлениях, причем мгновенное значение один раз поднимается над нулевым уровнем, а затем снова опускается ниже него. Если мы замкнем конец линии, то волна проходит черезсопротивление, воспринимающее энергию, и поэтому не возникает никакого отражения. Глава 4 Передний фронт импульса как в начале, так и в конце сразу же достигает конечного значения, как это видно из рис. 4.4,б,в. При замыкании линии не играет никакой роли, к чему подсоединено нагрузочное сопротивление: к землеилн к напряжению питания. Амплитуда импульса остается такой же, хотя при подсоединении нагрузочного сопротивления к напряжению питания импульс несколько затягивается за счет уровня постоянного напряжения (рис.
4.4, в). Если у передатчика последовательно с передающей линией мы поместим сопротивление, величина которого равна У Аачивтс Я листик бгиа Аоллж Я аК адам Рис. 4.5. Сбалансированная система дифференциальной иередаии даниях, (рис. 4.4,г), то фронт импульса, посланного по линии, будет иметь половинное значение выходного напряжения 1/ам, Волна проходит по линии передачи, отражается и теряет энергию. За счет этого на выходе немедленно достигается конечное значение напряжения, и отражения не возникают. Этот последний метод имеет то преимушество, что при наличии большого входного сопротивления приемника рассеивание энергии происходит вслед за фронтом импульса и после него больше не наблюдается.
На рис. 4.5 представлена линия передачи данных, которая на стороне передатчика управляется сбалансированой дифференциальной системой, в то время как па выходе в качестве приемника используется дифференциальный усилитель. Здесь согласование линни происходит при помощи последовательных сопротивлений, подключенных па стороне передатчика к линиям передачи сигналов. Этот метод предотвращения отражений называется фоновым согласованием. В предыдущей системе использованы микросхемы типа АМ9621 и АМ9620.
Линия передачи, состояпгая из многожильного провода, имеет сопротивление 2,=130 Ом, поэтому ~каждое из последовательных сопротивлений должно иметь значение 65 Ом. Полное выходное сопротивление передатчика составляет менее 5 Ом, и поэтому его можно не принимать во внимание. Передачи данмык 4.3. Плоский кабель и передача данных В гл. 1 (том 2), посвященной технике электрического монтажа, мы познакомились с плоскими кабелями, которые имеют проводники, расположенные на расстоянии 1,27 мм друг от друга. Эти кабели могут быть запрессоваиы на штекерный разъем за одну рабочую операцию.
Стандартные плоские кабели применяются для передачи данных в микропроцессорных системах на микросхемах с и-канальнь|ми МОП-приборами при расстояниях до 2 — 3 м беэ специальных мер. При использовании биполярных микросхем„ которые обеспечивают более крутые фронты импульсов, вероятность взаимного влияния между линиями связи значительно больше. Поэтому рекомендуется рядом с каждой линией сигналов оставлять свободным один провод, чтобы соединить егонэ штекерном разъеме с логическим потенциалом земли. Между всеми линиями сигналов проложен таким образом экран в форме провода, соединенного с потенциалом земли. Более дорогим решением является плоский кабель, имеющий на одном из своих краев на небольшом расстоянии от сигнальных проводов медную ленту в тканевой оболочке.
По этой ленте должны протекать обратные токи, что приводит к значительному ослаблению взаимного влияния между сигналами. В то же время снижается вероятность наводки, так как ткань плотно прилегает к линиям передачи сигналов. Далее нме1отся плоские кабели с многожильным проводом и плоскими концами, которые могут применяться также вкомбннацни с пронизывающими штекерными разъемами. Изготовителем и поставщиком таких плоских кабелей является фирма Ьрес1га Яг1р. Как стандартные кабели, так и кабели с односторонним экраном имеют также специальную толстую оплетку из черного синтетического материала для внешних соединений междудвумя отдельными блоками.
4.4. Сети передачи данных Прежде чем детально рассматривать применение этих сетей, имеет смысл рассмотреть, как функционируют некоторые виды транспорта в нашей повседневной жизня, чтобы сделать более понятным принцип передачи данных. Внутригородская перевозка грузов, выполняемая современными транспортными средствами, является комплексным процессом, который призван сделать более экономичной транспортировку товаров. Мы можем, например, организовать транспортировку товара одного вида ежедневно в одно и то же время либо обеспечить перевозки грузов, которые должны отправляться в различные моменты времени разными транспортными средствами.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
