Промислові мережі та інтеграційні технології в автоматизованих системах. 3. РЕАЛІЗАЦІЯ ФІЗИЧНОГО РІВНЯ.
3.3. Передача напругою та струмом
3.3.1. Використання напруги.
В інтерфейсі фізичного рівня обумовлюють який сигнал по напрузі визначений для кожного логічного стану. Кожний приймач представляє собою певне навантаження тобто вхідний імпеданс ресивера. Якщо крізь нього пропустити струм, на ньому пройде певне падіння напруги. Задача передавача забезпечити приймачів таким струмом, щоб напруга на них відповідала необхідному рівню, визначеному в інтерфейсі для заданого логічного стану.
Якщо вхідний імпеданс приймача не буде безкінечно великим, то по кабелю буде проходити струм і в результаті пройде падіння напруги. Якщо збільшувати імпеданс приймачів, то необхідний менший струм для передачі того самого сигналу по напрузі, однак це приводить до чутливості їх до паразитних струмів, які спричиняються різними джерелами перешкод. Тому в мережах опір приймачів вибирають так, щоб з одного боку зменшити потужність передавачів, а з іншого – зменшити чутливість до перешкод.
Напруга може передаватись двома способами:
-
незбалансований (несиметричний, unbalanced), коли сигнал передається як різниця потенціалів між сигнальним проводом та сигнальною землею (нулем);
-
збалансований (симетричний, диференційний, balanced differential), коли сигнал передається за допомогою різниці потенціалів між двома проводами: по одному проводу йде оригінальний сигнал, а по іншому – його інверсна копія відносно загальної землі (3.16).
Рис. 3.16. Передача сигналу напругою збалансованим способом
Збалансований спосіб передачі забезпечує високу стійкість до синфазних завад, так як завада діє практично однаково на обидва проводи, залишаючи різницю потенціалів між сигнальними проводами незмінною, а саме вона вимірюється приймачами.
3.3.2. Використання струму.
Для передачі сигналу на великі відстані краще використовувати струм, тому що він залишається постійним по довжині кабелю. Окрім того використання струму робить мережу менш чутливою до завад ніж при використанні напруги. Для забезпечення надійної роботи каналу необхідно вибрати приймачі з як найменшим вхідним імпедансом. Струмові сигнали як правило використовуються на порівняно низьких швидкостях передачі даних (як правило до 9600 біт/с). При збільшенні частоти вплив ємнісного ефекту збільшується і частина струму буде втрачатися по довжині кабелю в зворотній провід або в захисний екран.
<– 3.2. Використання металевих кабелів