і
АВТОМАТИКА
І
І
незаметно, что и создает эффект их
непрерывного воспроизведения. Ли-
ния выполняется жгутом из 4 много-
жильных проводников, включая “об-
щий” провод, при длине линии до 10
метров, и жгутом из 7 многожильных
проводников, при длине от 10 до 100
метров. Во втором случае каждый
сигнальный проводник
(“Данные”,
“Синхронизация”, “Разрешение
индикации”)
выполняется “витой
парой”, второй проводник которой
заземляется с обеих сторон линии, и
после этого все проводники объеди-
няются в один жгут.
Как известно, многократные от-
ражения сигнала, возникающие в
длинных несогласованных линиях, а
также интерференционное взаимо-
действие двух сигнальных линий,
входящих в один жгут, при опреде-
ленных условиях могут привести к
ошибкам в передаче данных, что в
случае светодинамической системы
означает нарушение эстетического
эффекта. Это накладывает ограни-
чения на длину соединительной ли-
нии и предъявляет жесткие требова-
ния к помехоустойчивости системы,
использующей последовательный
интерфейс.
Известно, что ГЛАВНЫМ критери-
ем помехоустойчивости является
значение порогового напряжения
переключения логических элементов
[3]. За пороговое напряжение пере-
ключения инвертирующего логичес-
кого элемента принимается такое
значение, при котором на выходе эле-
мента устанавливается напряжение,
равное входному. Для микросхем
ТТЛ-структуры (серии К155) это зна-
чение составляет примерно 1,1 В при
типовом значении напряжения пита-
ния 5 В [3]. Применение таких мик-
росхем в устройствах передачи и при-
ема данных по длинным несогласо-
ванным линиям не позволяет полу-
чить приемлемой помехоустойчиво-
сти даже при работе на линии неболь-
шой длины (5 м). Дело в том, что мно-
гократные отражения сигнала, ампли-
туда которых даже незначительно
превышает значение порогового на-
пряжения переключения логических
элементов (1,1 В), приводят к мно-
гократному переключению выход-
ных регистров, а значит, к ошибкам
передачи данных. Чтобы частично
скомпенсировать отраженный сиг-
нал, часто используют обычные ЯС-
фильтры (так называемые интегри-
рующие цепочки), но они же сами и
вносят искажения в передаваемый
сигнал, искусственно увеличивая
времена нарастания и спада фрон-
тов сигнала. Поэтому такой способ
малоэффективен и, в конечном сче-
те, приводит только к увеличению
суммарной паразитной емкости ли-
нии, что создает дополнительную
нагрузку на микросхемы транслято-
ров сигналов на передающей сторо-
не линии. Есть и еще одна пробле-
ма, связанная с применением ЯС-
фильтров. С увеличением времен
нарастания и спада фронтов сигна-
ла увеличивается и время “пребыва-
ния" управляющего сигнала вблизи
“опасного” порогового уровня напря-
жения переключения логического эле-
мента, что, в свою очередь, приводит
к возрастанию вероятности ложного
переключения выходного регистра
под действием сигнала помехи.
Применение более совершен-
ных ИМС ТТЛШ-структуры (серии
КР1533) не решает проблемы, по-
скольку пороговое напряжение для
них ненамного больше и составляет
всего 1,52 В при стандартном напря-
жении питания [3].
Современная элементная база -
быстродействующие КМОП микро-
схемы, обладающие высокой нагру-
зочной способностью и максималь-
ной помехоустойчивостью (их поро-
говое напряжение переключения
равно половине напряжения пита-
ния) - позволяют построить СДУ с
последовательным интерфейсом,
длина соединительных линий которо-
го, учитывая участки, соединяющие
регистры выносной гирлянды, может
достигать 100 м даже при использо-
вании обычной витой пары (никаких
экранированных проводников!).
Кроме того, для трансляции сигна-
лов в линию и приема использова-
ны буферные элементы с триггера-
ми Шмитта, обладающие гистерези-
сом (при напряжении питания 5 В
для ИС КР1554ТЛ2 это значение со-
ставляет примерно 400 мВ), что со-
здает дополнительный запас поме-
хоустойчивости.
Устройство содержит два парал-
лельно включенных регистра. Один из
них-контрольный, установленный на
основной плате устройства. К выхо-
дам его микросхем (0018.
..0021) под-
ключены светодиоды, по которым
производится визуальное наблюде-
ние процесса программирования.
Второй - выходной регистр (0023,
0025, 0027,0029) - является управ-
ляющим для гирлянды выносных эле-
ментов. Оба регистра работают син-
хронно, но в процессе программиро-
вания участвует только первый из
них. Управление выходным регист-
ром, следовательно, и загрузка в
него данных, осуществляется по сиг-
нальным линиям последовательного
интерфейса:
“Данные”, “Синхрони-
зация”
и
“Разрешение индикации”.
Третья линия - вспомогательная,
этот сигнал кратковременно отклю-
чает выходы ИМС всех регистров на
время загрузки текущей комбинации,
что исключает эффект мерцания ма-
лоинерционных светодиодов. Таким
образом, гирлянда выносных эле-
ментов подключается к основной
плате устройства ((не считая экра-
нирующих (необходимыхтолько при
длине линии более 10 м), составля-
ющих пару каждому сигнальному
проводнику)) всего четырьмя прово-
дами:
“Данные”, “Синхрониза-
ция”, “Разрешение индикации”
и
“Общий”.
Благодаря применению последо-
вательного интерфейса, такое пост-
роение устройства позволяет нара-
щивать количество световых элемен-
тов с минимальными аппаратными
затратами без существенного услож-
нения протокола. Максимальное их
число ограничено только помехоус-
тойчивостью линии связи и нагрузоч-
ной способность источника питания.
При указанных номиналах времяза-
дающих элементов С4, Я12 тактово-
го ВЧ-генератора, собранного на эле-
ментах 003.3, 003.4, и установке
движка подстроечного резистора
Я13 в положение, соответствующее
максимальному сопротивлению (что
соответствует частоте ВЧ-генерато-
ра Бт= 20 кГц) и выполнении сигналь-
ных проводников линии витыми па-
рами проводов, ее длина может дос-
тигать 100 метров.
--------------------
1
»
Радиолюбитель - 0 9 /2 0 0 5 |
предыдущая страница 5 Радиолюбитель 2005-09 читать онлайн следующая страница 7 Радиолюбитель 2005-09 читать онлайн Домой Выключить/включить текст