Шины передачи данных

Шиной передачи данных называется совокупность параллельно идущих линий связи, по которым обеспечивается передача информации от любого из нескольких источников к любому из нескольких приемников. Наиболее часто шины передачи используются в микропроцессорных системах управления объектами.

Проблема помех для шин из-за большого числа параллельно идущих линий и их достаточной длины еще больше усложняется. Для шин 0,4м и больше лучше всего использовать вспомогательную печатную плату с поверхностью заземления. Эта плата представляет собой простую двухстороннюю печатную плату, содержащую ряд печатных разъемов, предназначенных для подключения к ним индивидуальных логических плат. Вторая сторона платы является сплошной поверхностью заземления.

При соединении одной шины с другой с помощью гибких жгутов , необходимо между сигнальными проводами располагать как разделители земляные провода.

Рис. 9.3 Расположение сигнальных и земляных проводов в плоском жгуте связи.

Кабельные связи

В связи с тем, что линии из отдельных проводников подвержены действию помех, для связи с удаленными устройствами используются витые пары и коаксиальные кабели. Для передачи/приема информации используют специальные ИС-линейные формирователи.

Выход на шины данных непосредственно с элементов ТТЛ

Рис.9.4 Работа элементов ТТЛ на линии средней длины.

На рис. 9.4.а выход в линию производится через буферный элемент (элемент ТТЛ с открытым коллектором), а на входе для повышения помехоустойчивости используется ТТЛ триггер Шмидта. При высоком уровне помех нужно применять замедляющую RC цепь (рис.9.4.б).

Необходимо учитывать, что нельзя подключать к длинным линиям выходы тактируемых элементов (триггеры, одновибраторы, регистры сдвига). Если на выходах этих элементов нет буферных каскадов, емкостная нагрузка и эффекты длинной линии могут вызывать сбои или приводить к неустойчивой работе.

Дифференциальные структуры ТТЛ

Рис.9.5 Кабельный передатчик и приемник дифференциальной структуры.

С помощью двух инверторов на ТТЛ в схеме рис.9.5 формируются прямой и инверсный сигналы для передачи по витой паре проводов, а линейный входной дифференциальный приемник восстанавливает уровни сигналов ТТЛ. Эта схема обеспечивает высокую степень подавления синфазных помех и хорошо восстанавливает логические уровни сигналов, искажаемые при передаче по линии связи.

Формирователи для коаксиального кабеля

Благодаря полному экранированию коаксиальный кабель обеспечивает высокую помехозащищенность (защиту от взаимных помех).

Рис.9.6

С выходов элементов ТТЛ можно подать сигнал на 50-Омный кабель при помощи эмиттерного повторителя на n-p-n транзисторе. Для защиты от КЗ включен небольшой резистор R1 (10Ом). R2 (51Ом)обеспечивает волновое согласование с кабелем связи для устранения эффекта «отраженной волны» в кабеле.