Система пожарной защиты самолета Ту-154М

Кабели могут быть экранированными или нет. Без эксперимента очень трудно решить, нужен ли экран. Однако, учитывая, что стоимость экранированного кабеля не намного выше, лучше всегда использовать кабель с экраном.

При низкой скорости передачи и на постоянном токе большую роль играет падение напряжения на омическом сопротивлении кабеля. Так, стандартный кабель для интерфейса RS-485 сечением 0,35 кв.мм имеет омическое сопротивление 48,5 * 2 = 97 Ом при длине 1 км. При терминальном резисторе 120 Ом кабель будет выполнять роль делителя напряжения с коэффициентом деления 0,55, т. е. напряжение на выходе кабеля будет примерно в 2 раза меньше, чем на его входе. Этим ограничивается допустимая длина кабеля при скорости передачи менее 100 кбит/с.

На более высоких частотах допустимая длина кабеля уменьшается с ростом частоты (рисунок 3.3) и ограничивается потерями в кабеле и эффектом дрожания фронта импульсов. Потери складываются из падения напряжения на омическом сопротивлении проводников, которое на высоких частотах возрастает за счет вытеснения тока к поверхности (скин-эффект) и потерь в диэлектрике.

 

Рисунок 3.3. Зависимость допустимой длины кабеля от скорости передачи для интерфейса RS-485

 

Параметр дрожания фронта импульсов определяется с помощью "глазковой диаграммы". На вход линии подается псевдослучайная двоичная последовательность импульсов, минимальная ширина которых соответствует заданной скорости передачи, к выходу подключается осциллограф. Если к моменту прихода очередного импульса переходный процесс, вызванный предыдущим импульсом, не успевает установиться, то "хвост" предыдущего импульса складывается с началом очередного, что приводит к сдвигу точки пересечения импульсами нулевого уровня на входе дифференциального приемника. Величина сдвига зависит от ширины импульсов и длительности паузы между ними. Поэтому, когда на вход линии подают псевдослучайную двоичную последовательность импульсов, то на осциллографе, подключенном к выходу линии, описанный сдвиг проявляется как размытость или дрожание фронтов импульсов, наложенных друг на друга. Это дрожание ограничивает возможность распознавания логических уровней и скорость передачи информации. Величина дрожания оценивается в процентах относительно ширины самого короткого импульса (рисунок 3.4). Чем больше дрожание, тем труднее распознать сигнал и тем ниже достоверность передачи.

 

Рисунок 3.4. Зависимость допустимой длины кабеля от скорости передачи при скорости более 100 кбит/с

 

На рисунке 3.4 показана зависимость допустимой длины кабеля от скорости передачи при скоростях более 100 кбит/с. Зависимость построена для трех значений показателей качества передачи сигнала, которые оценивается величиной дрожания фронта импульса. Как видно, допустимая длина может быть увеличена при снижении требований к качеству передачи. Нижняя кривая показана для случая, когда длительность фронта импульса после прохождения сигнала по линии увеличивается до 30% от ширины импульса. Увеличение длительности фронтов на конце линии - вторая причина, по которой длина линии не может быть больше указанной.

RS-422 - полнодуплексный интерфейс (рисунок 3.5). Прием и передача идут по двум отдельным парам проводов. На каждой паре проводов может быть только по одному передатчику. Для линий интерфейсов RS-422 могут быть использованы различные проводники (или пары проводников) одного и того же кабеля.

 

Рисунок 3.5- Интерфейс RS-422

 

D (driver) - передатчик;

R (receiver) - приемник;

DI (driver input) - цифровой вход передатчика;

RO (receiver output) - цифровой выход приемника;

A - прямой дифференциальный вход;

B - инверсный дифференциальный вход;

Y - прямой дифференциальный выход;

Z - инверсный дифференциальный выход.

 

RS-422 допускает подключения только, как master/slave. Стандарт на RS-422 изначально предусматривает использование четырехжильной экранированной витой пары, но допускает соединения только от одного устройства к другим (до пяти драйверов и до десяти ресиверов на каждый драйвер). Ниже приведена таблица 3.1 сравнения интерфейсов RS-422 и RS-485

 

Таблица 3.1

Сравнение интерфейсов RS-422 и RS-485 [4]

 

 

Фирма Maхim является одной из известных компаний по разработке и производству специализированных микросхем для интерфейсов серии RS-232, 

RS-485/422. Фирма была основана в 1983 году и самых первых дней нацелена на разработку и выпуск широкого класса аналоговых и аналогово-цифровых интегральных схем.

Микросхемы приемопередатчиков RS-232, RS-485/422 производства Maхim заслуженно пользуются широчайшим спросом. При разработке интерфейсных микросхем основным критерием являлось минимальное электропотребление и максимальная экономия места на печатной плате. Поэтому практически сразу пришлось отказаться от стандартных микросхем приемопередатчиков RS-232, требующих использования трех различных источников питания +5 В и ±12 В.

На первом этапе для питания микросхем стал использоваться один источник питания +5 В. А поскольку для соответствия стандарту RS-232 необходимо обеспечить размах выходного сигнала порядка ±7 В, то в состав микросхемы вошли удвоитель напряжения и инвертор на переключаемых конденсаторах. Теперь для питания микросхемы стало достаточно подвести только +5 В и установить 4 конденсатора номиналом по 1 мкФ. Быстрое повышение рабочей частоты преобразователя позволило снизить емкость этих конденсаторов до 0,1 мкФ, а в ряде случаев и ввести сами конденсаторы в состав микросхемы.