ЖУРНАЛ СТА 3/1997

В ЗАПИСНУЮ КНИЖКУ ИНЖЕНЕРА 117 3/97 метрам стандартного кабеля определять максимально возможное значение скорости передачи данных. Рассмот- рим конкретный пример. Пусть требуемая протяженность линии связи составля- ет 1200 м. В качестве среды обмена предполагается приме- нить неэкранированную витую пару на основе провода МГШВ 0,35. Кроме того, используется приемопередатчик фирмы Octagon Systems типа NIM, построенный на базе интегральной микросхемы MAX1480B. Необходимо опре- делить максимально возможное значение скорости пере- дачи данных. 1. Исходя из предположения, что волновое сопротивление линии связи составляет около 180200 Ом, а погонная емкость — около 80100 пФ/м, вычисляем длительность переднего фронта передаваемого бита информации: 2. Допускаемое отношение длительности переднего фрон- та к полной длительности передаваемого бита инфор- мации MAX1480B составляет 0,5. Таким образом, макси- мально возможное значение скорости передачи данных лежит в диапазоне, определяемом следующим соотно- шением: , 9600,6 бит/с ≤ С макс ≤ 13151,0 бит/с Если в качестве среды обмена применить кабель типа 9842 фирмы Belden, волновое сопротивление которого составляет 120 Ом, а погонная емкость — 42 пФ/м, то мак- симально возможное значение скорости передачи будет составлять около 37594 бит/с. Влияние среды обмена Разработчик системы передачи данных должен учиты- вать тот факт, что на качество ее функционирования мо- гут оказывать влияние такие эффекты, как помехи, наве- денные на линию связи, разность потенциалов земли в мес- тах размещения технических средств системы, активные и реактивные потери мощности, а также отражения, кото- рые могут иметь место при высоких скоростях обмена. Степень влияния электромагнитных помех и разности по- тенциалов земли зависит от условий, в которых функцио- нирует система, и ее эффективность определяется многи- ми факторами, в том числе сбалансированностью или сим- метрией, описание влияния которой приведено далее. Ак- тивные и реактивные потери зависят от качества применя- емого кабеля. Отражения являются результатом внесения каждым устройством реактивных составляющих в экви- валентную нагрузку, подключенную к выходу формирова- теля, находящегося в активном состоянии. При этом реак- тивные составляющие преимущественно имеют емкост- ный характер. Стандарт описывает устройства, способные функционировать в широком диапазоне скоростей обме- на (до 10 Мбит/с). Разработчик системы должен учитывать, что даже при невысоких скоростях обмена, напри- мер 19,2 кбит/с, длительности переднего и заднего фрон- тов информационного бита могут составлять не более 10 нс, а приемники могут иметь еще более высокое быст- родействие. Таким образом, если не приняты специальные меры, то даже кратковременные помехи могут привести к нарушению целостности потока передаваемых данных, в том числе при низких скоростях обмена. Электромагнитные помехи и симметрия параметров канала связи Устойчивость системы связи к электромагнитным поме- хам, возникающим в результате наличия паразитных ин- дуктивных или емкостных связей источников помех со средой обмена, отчасти определяется степенью асиммет- рии (или дисбаланса) распределенных и сосредоточенных параметров линии связи относительно земли. Интенсив- ность помехи, действующей между двумя проводниками кабеля, как правило, будет определяться степенью асиммет- рии полного импеданса относительно земли, если предпо- ложить, что источник помехи имеет одинаковую паразит- ную связь с каждым из проводников. Рассмотрим структуру, состоящую из активного генератора, который расположен в одной из самых удаленных точек линии связи. В проти- воположной наиболее удаленной точке линии связи распо- лагается несколько приемников и формирователей, пребы- вающих в пассивном состоянии и представленных в виде эквивалентной мостовой схемы, показанной на рис. 16. Поскольку формирователь в активном состоянии имеет ма- лое выходное сопротивление, на низких частотах можно считать, что синфазная составляющая помехи прикладыва- ется к каждому входу эквивалентной мостовой схемы при- емника через сопротивление Rs/2, как показано на рис. 16. R S — на высоких частотах — волновое сопротивление кабеля, на низких частотах — полное омическое со- противление кабеля; Z a , Z b , Z c — полные импедансы совокупности приемни- ков, представленных в виде мостовой эквивалент- ной схемы; E i — напряжение помехи общего вида; E n —приведенное ко входу напряжение противофазной составляющей помехи Рис. 16. Эквивалентная схема системы связи при воздействии синфазной помехи Для указанной эквивалентной схемы степень асимметрии определяется отношением интенсивности помехи общего Рис. 15. График зависимости уровня искажений сигнала на входе приемника от минимального напряжения сигнала на его входе и от отношения длительности переднего фронта к длительности ин- формационного бита