Transmisia semnalelor prin linii de comunicații.
De o importanță deosebită sunt circuitele electrice pentru transmiterea semnalelor între cele două intrări și ieșiri, chips-uri de pe PCB, și între dispozitive diferite de calculator amplasate pe diferite plăci cu circuite în carcase diferite.
Astfel de circuite electrice se vor numi linii de comunicare. Cele mai multe linii de comunicare sunt dezechilibrate.
Figura 105 prezintă tipurile de linii de comunicații asimetrice: a - un singur conductor, b - perechea de fire răsucite, - cablu coaxial
Fig.105. Linii de comunicare neechilibrate.
Single conductor - linie comună de comunicație, utilizat pe scară largă pe plăcile cu circuite imprimate, ieșirea din emițător și intrarea receptorului asociat unic conductor și circuite electrice scurte prin conductorul comun al PCB. Avantajul unei linii de comunicație cu un singur fir - simplitatea și lipsa - o cantitate mare de interferență în conductorul general al PCB și impactul asupra semnalului transmis.
Cuplul twisted - doi conductori izolați blocați între ele, unul dintre ele conectând transmițătorul și receptorul de semnale, iar al doilea este utilizat pentru a închide circuitul electric. Atunci când perechea răsucită este utilizată în cadrul plăcii de circuite imprimate, imunitatea la zgomot a transmisiei de informații este semnificativ crescută, însă costul unui astfel de design este mai mare decât cel al unui singur conductor.
Cablu coaxial - un design special, format dintr-un conductor central, amplasat într-o carcasă izolatoare, deasupra căruia este amplasat un conductor cilindric de ecranare.
Este logic să se ia în considerare efectul reflexiei semnalelor dacă linia de comunicație operează ca o linie lungă și aceasta este determinată de îndeplinirea condiției
, unde este timpul de propagare a semnalului pe linia de comunicație și durata semnalului de impuls.
Dacă această inegalitate reflectă semnalele de la capetele firului nu afectează forma impulsului, adică această linie nu are sens ca o linie lungă. Având în vedere că viteza de propagare a semnalului în liniile de conectare de aproximativ 25 cm / ns, iar timpul de creștere sunt formate pe ieșirile elementelor seria TTL de 2 până la 20 nanosecunde poate determina lungimea conductoarelor de legătură, pentru care este îndeplinită inegalitatea. Datele privind seria TTL sunt prezentate în Tabelul 16.
Presupunând că - impedanța de ieșire a sursei de semnal, - comunicare val rezistență linie - rezistența de sarcină conectată la linia de ieșire, tensiunea la linia de intrare (la punctul A) poate fi determinată în conformitate cu formula: în care - tensiunea de ieșire a elementului emițător. În procesul de transmitere a semnalelor de pe o linie lungă de reflecții semnal observate de la capetele liniilor și neregularități de-a lungul lungimii sale. Coeficientul de reflexie la linia de intrare (la punctul A), poate fi estimată prin relația
și la linia de ieșire (la punctul B) -
Amplitudinea undei reflectate este definită ca fiind produsul marimii undei incidentului prin coeficientul de reflexie.
Luați în considerare exemplul de influență de reflecție asupra calității transmisiei semnalului pe legătură în jos între cele două elemente logice cu următorii parametri: ,,, poarta - transmitator modificări de ieșire de la starea de un zero la o unitate cu un nivel de tensiune 4B. Coeficienții de reflexie vor prelua valorile u.
La comutarea unui element la intrarea liniei (la punctul A), avem
Acest semnal ajunge la capătul liniei și se reflectă, la sfârșitul liniei (la punctul B) vom avea, iar produsul este un val reflectat care vine la începutul liniei și se reflectă din nou. La introducerea liniei pe care o obținem
și, în consecință, calcularea în continuare, obținem
Rezultatele calculelor sub formă de grafice sunt prezentate în Fig. 106.
Așa cum se poate observa din grafic, semnalul de intrare și ieșire al liniei este o tensiune în continuă creștere, a cărei formă conduce doar la o întârziere a semnalului. Cu toate acestea, cu alte rate de impedanțe, forma de undă suferă modificări mai serioase, ceea ce poate duce la o întrerupere a performanței. Luați în considerare activitatea liniei cu :, parametrii rămași ca în exemplul anterior. Coeficienții de reflexie vor prelua valorile u.
Fig.106. Graficul variației tensiunii la capete
Calculați tensiunea la capetele liniei:
Rezultatele calculelor în formă grafică sunt prezentate în Fig.
Analiza graficelor ne permite să concluzionăm că forma de undă are forma unui proces oscilator cu o perioadă de patru intervale de timp de propagare a semnalului de-a lungul unei linii într-o direcție.
Din cele de mai sus, este evident că, în funcție de relația dintre intrare și ieșire impedanțele ale emițătorului și semnalul receptorului și rezistența de undă a liniei de semnalizare a proceselor prin comunicarea poate fi cel mai variat fel.
Cea mai proastă relație va fi atunci când coeficienții de reflexie la ambele capete ale liniei sunt simple și cu semne diferite, este posibilă pierderea completă a informațiilor.
Fig.107. Programul de transmitere a unui semnal pe o linie de comunicație.
Astfel de distorsiuni ale semnalelor atunci când le transmite pe linii lungi conduc la o scădere a fiabilității întregului dispozitiv de calcul. Pentru a reduce distorsiunile cu linii lungi, este necesar să se realizeze coordonarea lor cu emițătoarele și receptoarele de semnal.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: