Прекратяване на верига - страница 2
6.1 Координация от страната на товара
Правилното споразумение
капацитивен товар линия
свързва в края
предаването е само
продължава отвъд точката
входен капацитет на приемника
Грешен вариант за споразумение
От изходния източник
Грешен избор на точка на свързване за съответния товар. В този случай капацитивното натоварване на предавателната линия се увеличава поради капацитета на веригата, свързваща входа на приемника към предавателната линия
Ориз. 6.7. Избор на правилната крайна точка
6.1.4 Мощност, разсейвана от краен товар, свързан в края на преносна линия
Мощността, разсейвана от терминиране, зависи от високото ( V HI ) и ниското ( V LO ) напрежение на сигнала, специфичната комбинация от захранващо и компенсиращо напрежение и импеданса на терминирането. Разсейваната мощност е обратно пропорционална на съпротивлението на съответстващия товар. Колкото по-висок е вълновият импеданс на предавателната линия, толкова по-ниска е мощността, разсейвана от съвпадащия товар, свързан към нея.
Изразите за разсейването на мощността на изходната верига на формирователя са дадени в раздел 2.2.6. Общата мощност, разсейвана от крайните резистори във веригата, показана на фиг. 6.3 може да се изчисли (приемайки същата продължителност на състоянията на високо и ниско ниво на изхода на източника на сигнал) по формулата (6.16):
(V HI − V EE) 2 + (V LO − V EE) 2
( V CC − V HI ) 2 + ( V CC − V LO ) 2
Глава 6
Времето на нарастване на преходния отговор на веригата за предаване на сигнала при работа с капацитивен товар, в случай на предавателна линия, съгласувана от страната на товара,се оказва половината от тази на преносна линия, съчетана от страната на източника, със същия капацитивен товар.
Повечето TTL- и не са проектирани за изходния ток, необходим за нормална работа на товара, създаден от предавателната линия, съвпадаща в далечния край.
Предавателната линия, договорена в далечния край, позволява приемниците да бъдат верижно свързани.
6.2 Преговори от страна на източника
При съпоставяне от страна на източника, изходът на преобразувателя на сигнала е свързан към входа на предавателната линия чрез последователно крайно съпротивление. Сумата от съпротивлението на последователно крайния резистор и изходния импеданс на източника на сигнала трябва да бъде равен на характеристичния импеданс на предавателната линия Z 0 . Когато това условие е изпълнено, коефициентът на отражение на сигнала от близкия край на линията ще бъде равен на нула (фиг. 6.8).
Преносна линия, договорена от страната на източника, има следните свойства.
1 . Половината от напрежението на сигнала, предавано от изхода на източника на сигнал към входа на преносната линия, пада през крайното съпротивление на серията.
2. Напрежението на сигнала на входа на предавателната линия е намалено наполовина в сравнение с напрежението на сигнала на изхода на източника на сигнал в неактивен режим.
3 . Коефициентът на отражение от далечния край на линията (отворен на изхода) е +1. Амплитудата на отразения сигнал, равна на амплитудата на падащия сигнал, е половината от сигнала на изхода на източника на сигнал. Поради наслагването на падащия и отразения сигнал, сигналът на изхода на предавателната линия се увеличава до първоначалната амплитуда на сигнала на изхода на източника.
4 . Отразеният сигнал (половин амплитуда) се връща към входа на предавателната линия и се абсорбира от серийниясъответстващ товар от страната на източника.
5. След като сигналът, отразен от далечния край на линията, се върне към източника, изходният ток на източника на сигнал пада до нула и остава на това ниво.
6.2 Преговори от страна на източника
от страната на източника
Забавяне на разпространението = T секунди
Графики на напрежението на сигнала спрямо времето в определени точки на измерване
Ориз. 6.8. Преносна линия, договорена от страната на източника
докато следващият фронт на сигнала се появи на изхода на източника. При схемите за високоскоростно предаване следващият фронт на сигнала възниква преди сигналът, отразен от далечния край на линията, да се върне към източника.
6.2.1 Серийно крайно съпротивление от страна на източника
Идеалният преобразувател на сигнала има нулев изходен импеданс. Реалните устройства имат малко омично съпротивление. Например, изходният импеданс е приблизително 10 ома както при високи, така и при ниски изходни състояния. При съпоставяне на предавателната линия от страната на източника е необходимо да се гарантира, че характеристичният импеданс на линията е точно равен на общото съпротивление на серийния краен резистор и изходния импеданс на източника на сигнала. Следователно, съпротивлението на серийния краен резистор, като правило, се избира малко по-малко от вълновото съпротивление на предавателната линия.
Както TTL, така и изходният импеданс в изходните състояния на високо и ниско ниво не са еднакви (вижте пример 2.1). Следователно, в случай на TTL, е невъзможно да се избере точното съпротивление на повторното
Глава 6
тестор, който да съответства на предавателната линия от страната на източника на сигнала. Можете да изберете само компромисна опция.
6.2.2Времето на нарастване на сигнала на изхода на предавателната верига в случай на съвпадение на линия от страната на източника
Във всяка точка на предавателната линия входният импеданс на нейната секция, свързана с изхода на източника на сигнал, е равен на Z 0 . По този начин, с капацитивен товар на изхода на линията, преходният отговор на предавателната верига съответства на нискочестотен преходен отговор с времева константа, равна на:
Времева константа = Z 0 C,
Използвайки формулата за времето на нарастване на преходния отговор по нива, която е дадена в раздел 3.1, получаваме:
T 10 − 90 = 2 , 2 Z 0 C,
Това време на нарастване е два пъти по-голямо от времето на нарастване на преходния отговор на веригата за предаване на сигнала в случай на линия, прекратена от страната на товара, със същия импеданс на линията и същия капацитивен товар.
6.2.3 Съвпадението от страна на източника намалява преходния отговор на сигналната верига
В конвенционалните цифрови схеми е по-лесно да се премахнат отраженията от страната на източника, отколкото от страната на товара. Изходният импеданс на източник на сигнал обикновено е омично съпротивление (плюс малко количество индуктивно съпротивление). От друга страна, приемник, свързан в далечния край на предавателна линия, обикновено създава паразитен капацитивен товар. Несъответствието, причинено от капацитивен товар на съгласувана в края преносна линия, често е много по-опасно от несъответствието, причинено от изходната индуктивност на източника на сигнал на съгласувана линия на източника, особено когато множество товари са свързани към преносната линия. Съвпадението от страната на източника често осигурява много по-голямо отхвърляне на отраженията, отколкото съвпадението от страната на приемника, което води донамаляване на неравномерността на честотната характеристика на веригата за предаване на сигнала.
Струва си да разберете добре коя от опциите за съвпадение е най-подходяща за серията елементи, които сте избрали.
6.2 Преговори от страна на източника
6.2.4 Изходен ток, консумиран от източника на сигнала при съпоставяне на предавателната линия от страната на източника
Натоварването на изхода на източника на сигнал е последователно свързване на крайния резистор и импеданса Z 0 на предавателната линия.
Общият импеданс на тази верига е почти два пъти по-голям от импеданса на предавателната линия. Максималният изходен ток, съответстващ на най-лошия случай, възниква при превключване на логическия елемент на изхода и е ∆ V / 2 Z 0 . Продължителността на този режим на ток в най-лошия случай е равна на времето за закъснение на сигналната линия и след това токът в преносната линия пада до нула. В случай на ниска честота на преходите на сигнала, средният изходен ток на формирователя е малък, въпреки че максималният ток достига ∆ V / 2 Z 0 .
Противно на общоприетото схващане, преносна линия, прекратена от страната на товара, не поставя повишено натоварване върху източника на сигнала в сравнение с преносна линия, прекратена от страната на източника. Преносна линия с терминиран товар черпи точно същия максимален изходен ток като предавателна линия с терминиран източник, при условие че крайният резистор е предубеден на половината от сумата на логическото високо и логическото ниско напрежение. Входният импеданс на линия, съгласувана от страната на товара, е Z 0 (половината от този на линия, съгласувана от страната на източника), но максималната разлика емежду напреженията на високото и ниското ниво на сигнала и преднапрежението, което е по средата между тях, също е половината от диапазона на сигнала. Следователно резултантният ток е ∆ V / 2 Z 0 .
Моля, обърнете внимание, че когато работната точка се измести на изхода на предавателната линия, съвпадаща от страната на товара, има намаляване на изходния ток на драйвера в една посока и в същото време увеличаване на изходния ток на драйвера в другата посока. В случай на предавателна линия, съвпадаща от страната на източника, изходният ток в двете посоки остава същият.
Въпреки че максималният ток, изтеглен от терминиращия товар, е еднакъв както за съгласуваната линия от страната на товара, така и за съгласуваната линия от страната на източника, средният ток при ниска честота на преход на сигнала е по-нисък за съгласуваната линия от страната на източника. При високоскоростни системи следващият преход на сигнала може да се появи на входа на линията, съответстваща на източника, преди отражението от далечния край на линията да се е върнало към източника. С висока честота на преходите
Глава 6
Източникът на сигнал работи непрекъснато при максимална изходна мощност.
6.2.5 Други топологии на връзки, използващи съвпадение от страна на източника
Не е възможно последователно свързване на приемници към линия, договорена от страната на източника. Всички товари трябва да бъдат свързани само в края на преносната линия. Когато приемникът е свързан на друго място в предавателната линия, формата на вълната на неговия вход ще бъде същата като в графиката за точка C, показана на фиг. 6.8.
6.2.6 Мощност, разсейвана от серийно прекъсване
Предположенията, използвани в раздел 2.2.6не са подходящи за оценка на разсейваната мощност в натоварването на източника на сигнал, генерирано от съгласуваната от страната на източника предавателна линия. Това се дължи на факта, че токът през съгласуващия товар се прекъсва след време, равно на едно кръгово забавяне на разпространението от момента, в който предната линия на сигнала се появи на входа, т.е. след два пъти времето на забавяне на разпространението - 2 T . Необходим е по-добър модел.
От момента на включване на преобразувателя на сигнала на изхода и до момента, в който предавателната верига премине в стабилно състояние с ново напрежение на входа, т.е. по време на интервал от време, равен на кръговото закъснение на предавателната линия, към крайния резистор се прилага напрежение ∆ V / 2. Общата енергия, разсеяна от крайния резистор през този интервал от време, е: