Кабельні зв'язки

Передачу цифрових сигналів від одного пристрою до іншому не можна здійснювати за допомогою простого одиночного провідника, таке з'єднання піддається впливу взаємних перешкод. Цифрові сигнали звичайно передаються по коаксіальних кабелях, скрученим парам, плоским кабелям (іноді із земляною поверхнею або в екрані), багатожильним кабелям і всі частіше по оптоволоконних кабелях.

Стандарт RS-232. Для порівняно повільної передачі сигналів (кілька тисяч біт у секунду) по багатожильних кабелях звичайно використовують відомий сигнальний стандарт RS-232С (або більш новий RS-232D). Стандартом визначені біполярні рівні від ± 5 до ± 15 В (для формувачів необхідні позитивна й негативна напруги живлення, але приймачі звичайно цього не вимагають); приймачі допускають, як правило, керування гістерезисом і часом відгуку під конкретну ситуацію з перешкодами; застосовуючи стандарт RS-232, ви можете використовувати багатожильний кабель без усякого екранування,

Рис. 9.8. Стандарт RS-232

тому що максимальна швидкість зміни напруги формувачів для мінімізації перехресних перешкод має намір обмежена величиною 30 В/мкс.

RS-232 широко використовується для забезпечення зв'язку між комп'ютерами й терміналами на стандартизованих швидкостях передачі даних, що входять у діапазон від 110 до 38400 біт/с.

Диференціальне керування; стандарт RS-422. Набагато більш високу завадостійкість можна одержати, використовуючи диференціальні сигнали, тобто подаючи Q і Q' на скручену пару з диференціальним приймачем (рис. 9.9).

Рис. 9.9. Стандарт RS-422

Тут парні ТТЛ-Інвертори посилають у навантажену скручену пару прямій і інверсний сигнали, а диференціальний лінійний приймач 75115 відтворює чисті рівні ТТЛ. Ми вибрали біполярні ТТЛ-формувачі, а не КМОН, оскільки вони менш схильні до руйнування від статичної електрики й до тиристорного защелкивання через відбиття в лінії. Ця схема забезпечує високий ступінь придушення синфазних перешкод і відновлює чіткі логічні рівні з лінійних сигналів, які можуть виглядати досить погано.

Показана на малюнку форма коливань дає лише загальне подання про те, що можна побачити на окремих сигнальних лініях у порівняльній чистій системі; реальні сигнали можуть бути досить сильно перекручені, хоча й будуть залишатися монотонними (відсутня зворотна хвиля).

Рис. 9.10. Порівняльна характеристика різних стандартів

Стандарт RS-422/423. Цей стандарт передачі даних, розроблений з метою заміни розповсюдженого стандарту RS-232, призначений насамперед для роботи зі скрученою парою або плоским кабелем. Його можна використовувати як у незбалансованій схемі (RS-423, 100 кбит/с макс.), так і збалансованій схемі (RS-422, 10 Мбит/с макс.). У незбалансованому режимі можна використовувати біполярні сигнальні рівні (джерела ± 5 В) з керованою швидкістю наростання, як і в RS-232. У збалансованому режимі використовуються однополярні ТТЛ-рівні (і по одному джерелу живлення + 5 В) без обмеження швидкості наростання. На рис. 9.10 показана залежність реальної швидкості передачі даних від довжини лінії.