Поиск

Помехозащищенность проводных интерфейсов


Многие думают, что защита электрических сигналов и передаваемой информации от электромагнитных помех обеспечивается исключительно экранированными проводами, удалением от источников помех и испытаниями приемо-передающей аппаратуры. Однако, это не так, существует много способов повысить помехоустойчивость измерительного канала или канала передачи информации. Зачастую проектировщики и разработчики упускают из вида важный моменты, о которых мы расскажем далее. Одним из недостатков проводных линий является низкая помехозащищенность и возможность простого несанкционированного подключения. Рассмотрим основные распространенные способы повышения помехоустойчивости.

Выбор среды передачи. Витая пара. Скручивание проводов между собой уменьшают волновое сопротивление проводников, как следствие, и наводки. Витая пара является достаточно помехоустойчивым кабелем. Большую роль при защите от помех играют и соединители, к которым подключается кабель, например, RJ45 для архитектуры Ethernet или RS-соединители со встроенными фильтрами. К недостаткам кабеля "витая пара" можно отнести возможность простого несанкционированного подключения к сети. Коаксиальный кабель - более помехозащищенный, чем витая пара. Снижает собственное излучение, но дороже и сложнее в монтаже. Кабельные оптоволоконные каналы связи. Оптоволоконный кабель - требует преобразования электрического сигнала в световой, можно совмещать с кодером канала. Чрезвычайно высокий уровень помехозащищенности и отсутствие излучения при скоростях передачи данных 3Гбит/c. Основные недостатки оптоволоконного кабеля – это сложность его монтажа, небольшая механическая прочность и чувствительность к ВВФ, в том числе к ионизирующим излучениям.

Еще одним способом является, как это ни странно, резервирование каналов связи. Очень распространено, например, на атомных электростанциях в каналах АСУ ТП. Здесь хочется еще вспомнить 2 момента: маскировка от удара молнии провода ЛЭП под напряжением за заземленным проводником и ухудшении или улучшении качества приема при перемещении возле ТВ- или радиоантенны. Так что не всегда прокладка вашего кабеля в общем лотке или кабелепроводе играет губительную роль, иногда другие линии могут замаскировать вашу и взять большую часть энергии помехи на себя.

Выбор интерфейса. Унифицированный сигнал 4 – 20 мА уже несколько десятилетий ши­роко используется для передачи аналоговых сигналов при создании автома­тизированных систем управления. Достоинством данного стандарта является простота его реализации, возможность помехоустойчивой передачи аналого­вого сигнала на относительно большие расстояния. Это яркий пример удаления частоты передачи от характерных частот наиболее вероятных электромагнитных помех. Однако, совершенно ясно, что в современных цифровых САУ он не эффективен. В измеритель­ных системах унифицированный сигнал 4-20 мА может использоваться только для передачи сигнала с датчика к вторичному преобразователю. Помехозащищенность такого сигнала обеспечивает уход от ВЧ помех к постоянному току и простоте схемотехнических решений при фильтрации помех. Интерфейс RS-485 относительно слабо помехозащи­щен. USB лучше защищен, так как является последовательным интерфейсом. Однако, из-за слабых первых протоколов и неудачной в электрическом смысле конструкции соединителя (напоминает микрополосковую линию) достаточно часто сбивается при высокочастотных помехах. Повышение качества кодирования в USB 3.0 и переход к разъемам микро-USB значительно повышают его устойчивость к электромагнитным воздействиям. Ethernet и Intenet – с точки измерительных систем достоинства и недос­татки этих интерфейсов в целом аналогичны интерфейсу USB. Естественно, что при работе средств измерений в больших распределенных сетях эти ин­терфейсы сегодня практически не имеют альтернативы. GPIB или IEEE-488 — принцип работы интерфейса на байт-по­следовательным, бит-параллельным обменом информацией и этим объясняется его высокая помехоустойчивость по сравнению с пакетной передачей.

Логическая помехоустойчивость. На физическом уровне есть много приемов оцифровки сигнала для повышения помехоустойчивости. Например, использование определенного напряжения вместо нулевого проводника или "земли" для логического нуля. Еще лучше, если уровни будут смещены: +12В и -5В или +3В и +12В. Программная реализация помехозащищенности здесь заключается в использовании обратной связи для повторного опроса устройств при искажении информации и использовании помехозащищенных и восстанавливающих способов кодирования.

Еще немного приемов повышения помехозащищенности:

  • применение дифференциального сигнала и способов приема;

  • применение отдельных обратных проводников внутри кабеля;

  • заземление неиспользуемых или резервных проводников;

  • устранение разных потенциалов в различных точках заземляющих или общих проводников;

  • увеличение мощности и амплитуд сигналов;

  • трансляция одного интерфейса по другому, исключая минусы обоих;

  • увеличение разности потенциалов между логическими уровнями;

  • удаление передаваемых частот от характерного спектра помех;

  • выбор методов срабатывания триггеров (по фронтам, амплитуде, приращению, частоте, фазе, определенной последовательности и т.д.);

  • синхронизация;

  • использование логической и сигнальной земель и их экранирование;

Список приемов не исчерпывается, пожалуй, ничем, кроме ресурсов, знаний и смекалки конкретного человека или организации.

Комбинируйте вместе с Emctestlab


Просмотров: 1,541

Вся представленная на сайте информация, касающаяся технических характеристик, наличия на складе, стоимости товаров, носит информационный характер и ни при каких условиях не является публичной офертой, определяемой положениями Статьи 437(2) Гражданского кодекса РФ.

Полное или частичное копирование материалов запрещено. При согласованном использовании материалов сайта необходима ссылка на ресурс.

  • Instagram -Emctestlab
  • Twitter - ЭМСТЕСТЛАБ
  • Facebook Icon - Emctestlab profile
  • YouTube - Emctestlab LLC
  • Vkontakte - ЭМС группа
  • Google+ - Лаборатория ЭМС инноваций
  • Tlegram канал ЭМСТЕСТЛАБ

© Emctestlab llc, Москва, 2017

ЭМСТЕСТЛАБ логотип