Передача данных в жестких условиях: обзор промышленных интерфейсов TI

С течением технического прогресса расширились и возможности интернета. Однако для того, чтобы пользователь мог ими воспользоваться в полной мере, необходимо стабильное и высокоскоростное соединение. В первую очередь оно зависит от пропускной способности каналов связи. Поэтому необходимо выяснить, как измерить скорость передачи данных и какие факторы на нее влияют.

пропускная способность каналов связи

Разнообразие существующих интерфейсов

Типовая схема обработки/передачи данных промышленного предприятия (рисунок 1), подразумевает наличие нескольких уровней иерархии. На самом низком уровне работают устройства непосредственного управления (контроллеры двигателей, драйверы устройств) и датчики. В общем случае интенсивность обмена данными здесь невелика, но зато именно здесь присутствуют максимальные механические и электромагнитные воздействия. Основная задача — защитить передаваемые данные. На этом уровне, как правило, применяются прямые связи, а не сети. Основными интерфейсами являются HART, IO-LINK, RS-485, RS-232.

Модель обработки/передачи данных в промышленных приложениях

Рис. 1. Модель обработки/передачи данных в промышленных приложениях

Более высокий уровень — уровень управления. На нем производится сбор и обработка данных, получаемых от устройств нижнего уровня. Для передачи данных здесь, как правило, используются сетевые интерфейсы. При этом объем передаваемых данных значительно возрастает, а уровень электромагнитных и механических воздействий несколько ниже, чем на предыдущем уровне. Основными интерфейсами являются сетевые RS-485, CAN, Industrial Ethernet.

Самый высший уровень — представительский. Через каналы передачи данных (сеть) этого уровня происходит передача максимального объема информации, поэтому основное требование к каналу связи — высокая пропускная способность. Как правило, уровень помех здесь невысок и могут применяться обычные интерфейсы, офисные сетевые технологии (в основном, Ethernet).

Анализ уровней передачи данных показывает, что невозможно иметь всего один универсальный интерфейс передачи данных, так как требования на каждом уровне свои. На низком уровне можно обойтись простейшими несетевыми низкоскоростными интерфейсами, которые обладают высокой надежностью передачи данных и высокой защищенностью от электромагнитных помех. Уровень управления подразумевает использование только сетевых интерфейсов с большей скоростью передачи данных.

Помимо чисто технических предпосылок разнообразия промышленных интерфейсов, существуют экономические и исторические. Во второй половине ХХ века практически каждый производитель промышленных контроллеров пытался создать свои интерфейсы, многие из них не прижились, однако многие стали общепринятыми. Большое количество устройств, выпущенных для каждого из таких интерфейсов, значительный объем программного обеспечения для них не позволяют отказаться от их использования.

Измерение пропускной способности

Измерение пропускной способности – достаточно важная операция. Она осуществляется для того, чтобы узнать точную скорость интернет-соединения. Измерение можно осуществить с помощью следующих действий:

  • Наиболее простое – загрузка объемного файла и отправление его на другой конец. Недостатком является то, что невозможно определить точность измерения.
  • Кроме того, можно воспользоваться ресурсом speedtest.net. Сервис позволяет измерить ширину интернет-канала, «ведущего» к серверу. Однако для целостного измерения этот способ также не подходит, сервис дает данные обо всей линии до сервера, а не о конкретном канале связи. Кроме того, подвергаемый измерению объект не имеет выхода в глобальную сеть Интернет.
  • Оптимальным решением для измерения станет клиент-серверная утилита Iperf. Она позволяет измерить время, количество переданных данных. После завершения операции программа предоставляет пользователю отчет.

Благодаря вышеперечисленным способам, можно без особых проблем измерить реальную скорость интернет-соединения. Если показания не удовлетворяют текущие потребности, то, возможно, нужно задуматься о смене провайдера.

Анализ требований к промышленным интерфейсам

При выборе конкретного интерфейса разработчику приходится проводить тщательные анализы для соблюдения предъявляемых требований.

  • Анализ совместимости. Подразумевает определение совместимости проектируемого устройства с требованиями выбранного протокола, с уже существующими устройствами (и сетями) и будущими разработками.
  • Анализ пропускной способности выбранного интерфейса. Необходимо учитывать такие параметры, как скорость передачи данных и рабочая частота интерфейса.
  • Анализ реализации топологии интерфейса. Определение таких параметров, как возможные топологии соединения узлов сети, максимальная длина линии связи, число узлов в сети.
  • Анализ мощности и уровней питания. Включает в себя определение уровней питающих напряжений, мощности потребления, необходимость наличия режимов низкого потребления.
  • Анализ защищенности передачи данных. Включает в себя определение таких параметров, как защищенность от шумов, собственная генерация шумов, возможность обнаружения аварийных ситуаций и восстановление после сбоев.
  • Анализ электрической защиты интерфейса. Защита от статического электричества и электромагнитных помех, определение необходимости гальванической развязки.
  • Анализ необходимой защищенности (от влаги, пыли, ударов, вибрации, других механических химических и температурных воздействий непосредственно на линии связи). Критичным является выбор разъемов и кабелей.
  • Анализ стоимости. Включает в себя не только стоимость элементной базы, но и стоимость внедрения.

Расчет пропускной способности

Для того чтобы найти и рассчитать пропускную способность линии связи, необходимо воспользоваться теоремой Шеннона-Хартли. Она гласит: найти пропускную способность канала (линии) связи можно, рассчитав взаимную связь между потенциальной пропускной способностью, а также полосой пропускания линии связи. Формула для расчета пропускной способности выглядит следующим образом:

I=Glog2 (1+As/An).

В данной формуле каждый элемент имеет свое значение:

  • I – обозначает параметр максимальной пропускной способности.
  • G – параметр ширины полосы, предназначенной для пропускания сигнала.
  • As/An – соотношение шума и сигнала.

Теорема Шеннона-Хартли позволяет сказать, что для уменьшения внешних шумов или же увеличения силы сигнала лучше всего использовать широкий кабель для передачи данных.

каналы связи сети каналов связи

Обзор интерфейса RS-485

RS-485 (EIA-485 или TIA/EIA-485) представляет собой наиболее распространенный интерфейс, обладающий рядом особенностей: прост в реализации, является сетевым интерфейсом, способен работать с линиями связи до 1200 м, максимальная скорость передачи может достигать 50 Мбит/с.

Информация в RS-485 передается в виде дифференциального сигнала (рисунок 2). Для повышения помехозащищенности канала используется витая пара. Основной топологией интерфейса RS-485 является общая шина.

Применения интерфейса RS-485 для построения сети

Рис. 2. Применения интерфейса RS-485 для построения сети

На основе интерфейса RS-485 реализовано большое количество протоколов: MODBUS, PROFIBUS и др.

Данные протоколы применяются в различных областях: в измерительной технике, автоматизации зданий, промышленной автоматизации, управлении двигателями, охранных системах

Выбрав RS-485, необходимо определиться с рядом параметров:

  • Выбор гальванически изолированного или неизолированного варианта исполнения.
  • Выбор режима передачи данных: дуплекс или полудуплекс.
  • Выбор напряжения питания микросхем приемопередатчиков (3,3 или 5В).
  • Определение максимальной скорости передачи данных.
  • Определение дополнительных требований: необходимость защиты от повышенных синфазных напряжений, защиты от перенапряжений, статического электричества, неверного подключения сигнальных проводов, необходимость функции энергосбережения и малого потребления.

От чего зависит скорость передачи данных?

пропускная способность проводов интернета

  1. Перегруженность какого-то канала связи между Новосибирском и Мариинском, а их много, цепочка длинная. Могут даже быть иностранные провайдеры. Проще говоря, Ваш сигнал не идет прямо из Мариинска в Новосибирск по прямой, там много ответвлений и много других провайдеров, у которых свои каналы связи с разной пропускной способностью. И Ваша скорость не может быть больше самого медленного канала связи. Вот и получается, что если где-то есть канал с самой низкой пропускной способностью, то ваша скорость будет именно той самой низкой.
  2. Большая загруженность самого сервера или ограничение по отдаче информации самим владельцем сервера.
  3. Низкая производительность Вашего сетевого оборудования, или сильная загруженность Вашего компьютера во время измерений.
  4. Вообще, сами загружаемые данные не идут одним потоком в одну сторону, там разделено на пакеты. Ваш компьютер отправляет запросы, пакеты приходят, битые или не принятые пакеты повторно отправляются, В общем двухсторонняя связь идет постоянно, на это тратится время еще плюсом.
  5. Еще можно отметить сами вычислительные мощности серверов, ведь чем больше заявленная скорость, тем больше нужны вычислительных ресурсов. Это сложные процессы, требующие серьезного железа.

Решения для RS-485 производства компании TI

Texas Instruments представляет широчайший выбор микросхем приемопередатчиков RS-485 (рисунок 3), позволяющий удовлетворить все вышеперечисленные требования. Доступны приемопередатчики с различными питающими напряжениями (3,3 или 5 В), с минимальным энергопотреблением, встроенной защитой от статики и перенапряжений, изолированные и неизолированные, с дополнительными защитными механизмами.

Решения RS-485 производства компании Texas Instruments

Рис. 3. Решения RS-485 производства компании Texas Instruments

Рассмотрим подробнее особенности новых микросхем приемопередатчиков RS-485 производства TI.

Семейство с малым потреблением SN65HV308xE

Семейство SN65HVD308xE (таблица 1) представляет собой 5 В микросхемы малопотребляющих приемопередатчиков RS-485.

Таблица 1. Семейство малопотребляющих RS-485 приемопередатчиков SN65HVD308xE

НаименованиеОписаниеUпит, ВСкорость (макс), Мб/сСинфазное напряжение, ВПеренапряжения, ВIcc, макс, мАКорпус
SN65HVD3080EМалопотребляющий полнодуплексный приемопередатчик50,2-7…12-9…140,7510VSSOP
SN65HVD3083E51-7…12-9…140,7510VSSOP
SN65HVD3086E520-7…12-9…140,7510VSSOP, 14SOIC
SN65HVD373,320-7…12-13…130,814SOIC
SN65HVD373,320-7…12-13…130,814SOIC
SN65HVD3082EМалопотребляющий дуплексный приемопередатчик50,2-7…12-9…140,98PDIP, 8SOIC, 8VSSOP
SN65HVD3085E51-7…12-9…140,98SOIC, 8VSSOP
SN65HVD3088E520-7…12-9…140,98SOIC, 8VSSOP

Типовой ток потребления при активном приемнике и работающем передатчике составляет не более 0,4 мА, типовое потребление в неактивном режиме составляет всего 2 нА. Максимальный ток не превышает 1 мА. Скорость передачи достигает 20 Мб/с (SN65HVD3088E). Максимальное количество передатчиков в сети — 256, при этом допустимо «горячее» включение узлов, так как реализована функция защиты информационных выходов от бросков напряжения при включении/выключении питания. Приемник устойчив к аварийным состояниям, которые могут быть вызваны:

  • обрывом шины (например, при отключении разъема);
  • коротким замыканием сигнальных линий (например, при перетирании/разрыве витой пары);
  • Состоянием Idle на шине (при отсутствии активных передатчиков на шине).

При любом из таких аварийных состояний дифференциальные входы переводятся в одинаковое состояние (High State), в результате логический выход принимает значение логического нуля, а не является неопределенным.

Рабочий диапазон температур составляет -40…85°С.

Основной областью применения для этого семейства, помимо промышленных портативных устройств с батарейным питанием, могут стать и другие приборы и устройства промышленной автоматизации, системы автоматизации зданий, терминалы оплаты, телекоммуникационное оборудование.

Приемопередатчики RS-485 с дополнительными защитными функциями

В условиях промышленного предприятия существует значительная опасность повреждения электроники при различных электрических и механических воздействиях. Texas Instruments предлагает широкий спектр микросхем с дополнительными защитными функциями (таблица 2). Эти микросхемы можно разделить на следующие группы: приемопередатчики с расширенным диапазоном синфазного напряжения, с защитой от повышенных уровней перенапряжения, с улучшенной защитой от статики, с защитой от перекручивания. Рассмотрим подробнее каждую группу.

Таблица 2. Приемопередатчики RS-485 с дополнительными защитными функциями

НаименованиеОписаниеUпит, ВСкорость (макс), Мб/сСинфазное напряжение, ВПеренапряжения, ВIcc, макс, мАКорпус
SN65HVD20Приемопередатчики с расширенным диапазоном синфазного напряжения525-20…25-27…2798PDIP, 8SOIC
SN65HVD2155-20…25-27…27128PDIP, 8SOIC
SN65HVD21A56-20…25-27…27128SOIC
SN65HVD2250,5-20…25-27…2798PDIP, 8SOIC
SN65HVD21M-EPРасширенный температурный диапазон55-20…25-27…27128SOIC
SN65HVD23Приемопередатчики с расширенным диапазоном синфазного напряжения, эквалайзер525-20…25-27…27118PDIP, 8SOIC
SN65HVD2453-20…25-27…27148PDIP, 8SOIC
SN65HVD1782Защита от ±30 В3.3, 510-7…12-30…3068PDIP, 8SOIC
SN65HVD1787Защита от ±30 В, расширенный диапазон синфазного напряжения51-20…25-30…30614SOIC
SN65HVD1793510-20…25-30…30614SOIC
SN65HVD1780Защита от ±70 В3.3, 50,115-7…12-70…7068PDIP, 8SOIC
SN65HVD17813.3, 51-7…12-70…7068PDIP, 8SOIC
SN65HVD1781-Q13.3, 51-7…12-70…7068SOIC
SN65HVD1785Защита от ±70 В, расширенный диапазон синфазного напряжения50,115-20…25-70…7068PDIP, 8SOIC
SN65HVD178651-20…25-70…7068PDIP, 8SOIC
SN65HVD1792510-20…25-70…7068PDIP, 8SOIC
SN65HVD179150,115-20…25-70…70614SOIC
SN65HVD179450,115-20…25-70… 7068PDIP, 8SOIC
SN65HVD82Повышенная защита от статики50,25-7…12-18 до 180,98SOIC
SN65HVD103,332-7…12-9 до 1415,58PDIP, 8SOIC
SN65HVD10-EP3,325-7…12-9 до 1415,58SOIC
SN65HVD113,310-7…12-9 до 1415,58PDIP, 8SOIC
SN65HVD11-HT3,310-7…12-9 до 14180XCEPT, 8CDIP SB, 8CFP, 8SOIC
SN65HVD123,31-7…12-9 до 1415,58PDIP, 8SOIC
SN65HVD12-EP3,31-7…12-9 до 1415,58SOIC
SN75HVD103,332-7…12-9 до 1415,58PDIP, 8SOIC
SN75HVD113,310-7…12-9 до 1415,58PDIP, 8SOIC
SN75HVD123,31-7…12-9 до 1415,58PDIP, 8SOIC
SN65HVD783,350-7…12-8 до 180,958SOIC, 8SON, 8VSSOP
SN65HVD723,30,25-7…12-8 до 180,958SOIC, 8SON, 8VSSOP
SN65HVD753,320-7…12-8 до 180,958SOIC, 8SON, 8VSSOP
SN65LBC184Защита от бросков напряжения при переходных процессах50,25-7…12-15 до 15258PDIP, 8SOIC
SN75LBC18450,25-7…12-15 до 15258PDIP, 8SOIC
SN65HVD96Защита от перекручивания55-7…12-35 до 40208SOIC
SN65HVD888Защита от перекручивания50,25-7…12-18 до 180,98SOIC

Микросхемы с широким диапазоном синфазных напряжений. Анализ показывает, что многие защищенные микросхемы TI (таблица2) имеют повышенную стойкость к уровню синфазного напряжения (стандартное значение синфазного напряжения по стандарту TIA/EIA-485 составляет -7…12В).

Базовым семейством можно считать SN65HVD2х. Основной особенностью этого семейства является возможность работать при синфазном напряжении -20…+25В, что в два раза больше, чем требует стандарт TIA/EIA-485. Кроме того, гистерезис приемника составляет 100мВ, что значительно больше типовых значений (50…70мВ). Такие характеристики позволяют улучшить помехозащищенность и увеличить длину линий связи. Так SN65HVD22, при скорости передачи данных до 500кб/с позволяет использовать линию связи длинной 1200м.

Микросхемы SN65HVD23/24 имеют дополнительную функцию эквалайзера. Как известно, для увеличения длины канала связи при неизменной скорости передачи данных необходимо увеличивать чувствительность приемника, однако при этом чувствительность к шумам возрастает. В данных микросхемах применен активный фильтр, подавляющий шумы и дребезг, предотвращая тем самым ложные переключения (рисунок 4).

Реализация функции эквалайзера в SN65HVD23

Рис. 4. Реализация функции эквалайзера в SN65HVD23

Рабочий диапазон температур составляет -40…85°С. SN65HVD21M-EP имеет расширенный температурный диапазон -55…125°С.

Идеальным применением для данного семейства являются протяженные сетевые каналы связи с повышенным уровнем помех на промышленных объектах, в охранных системах и системах автоматизации зданий. Кроме того, возможно их применение в промышленных контроллерах и авиации.

Микросхемы с повышенной защитой от перенапряжения. Рядом с сигнальными линиями могут находиться силовые высоковольтные проводники. Длязащиты от короткого замыкания (рисунок 5.) Texas Instruments предлагает использовать приемопередатчики с защитой от перенапряжений.

Рис. 5. Короткое замыкание на высоковольтный проводник

К таким приемопередатчикам относятся семейства SN65HVD178x и SN65HVD179x. Они сохраняют работоспособность в условиях больших перенапряжений, вызванных короткими замыканиями на питающие линии, ошибками подключения проводников, ошибками включения разъемов, разрывами кабеля. Кроме того, они устойчивы к статическим разрядам до 16кВ (HBM).

Приемопередатчики включают в себя микросхемы с защитой от перенапряжений до ±30В (SN65HVD1782, SN65HVD1787, SN65HVD1793), и ±70В (остальные микросхемы).

Особо стоит отметить приемопередатчики SN65HVD1785, SN65HVD1786, SN65HVD1791, SN65HVD1792, SN65HVD1794. Они, помимо устойчивости к перенапряжениям до ±70В, имеют защиту от повышенного синфазного напряжения (-20…+25В).

Идеальной областью применения для данных микросхем является непосредственная связь с исполнительными устройствами и другие приложения, в которых есть потенциальная возможность КЗ на линии с напряжением до 70В.

Микросхемы с повышенной устойчивостью к статическим разрядам. Статическое напряжение- неизменный спутник вращающихся и трущихся механизмов. Устойчивость к нему зачастую может стать определяющим фактором в выборе микросхемы. Микросхемы семейств SN65HVD1х, SN65HVD7x и SN65HVD82 предлагают защиту от статического электричества.

Микросхемы SN65HVD82- 5В приемопередатчик, обладающий повышенной защитой от статического электричества: ±16кВ (HBM), ±12кВ (IEC61000-4-2 Contact Discharge), ±4кВ (IEC61000-4-4 Fast Transient Burst). Гистерезис приемника составляет 60мВ. Ток потребления- 1мА в активном режиме и 1мкА в режиме покоя. Скорость передачи до 250кб/с.

Семейство SN65HVD1х представляет собой 3,3В приемопередатчики с защитой от 16кВ (HBM) и скоростью передачи данных до 10Мб/с.

SN65HVD7x- 3,3В приемопередатчики с защитой от 16кВ (HBM) и скоростью передачи данных до 50 Мб/с.

Высокая устойчивость к статике позволяет применять данные приемопередатчики для измерительной техники, для промышленной автоматики и автоматизации зданий, кроме того- в охранных системах.

Микросхемы с повышенной устойчивостью к выбросам при переходных процессах. Приемопередатчики SN65LBC184/SN75LBC184 обладают повышенной защищенностью как к статическим разрядам (±15кВ (JEDEC HBM), ±30кВ (IEC61000-4-2 Contact Discharge), ±15кВ (IEC61000-4-2 Air Gap Discharge)), так и к мощным выбросам до 400Вт (по IEC61000-4-5), возникающим при переходных процессах.

Хотя максимальная скорость передачи данных невелика (до 250кб/с), но высокая устойчивость позволяет применять их в непосредственной близости от мощных источников электромагнитных помех.

Микросхемы приемопередатчиков с защитой от неверного подключения сигнальных проводников. Микросхема SN65HVD96 способна работать даже в том случае, когда при подключении (кшине или к другому передатчику) перепутаны сигнальные провода. Кроме того, имеется встроенная защита от перенапряжений -35…40В.

Стоит отметить, что данный приемопередатчик совместим по выводам с остальными приемопередатчиками, то есть может заменять их даже в существующих устройствах.

Особенностью приемопередатчика являются расширенный гистерезис приемника (150 мВ) и ограничение выходного тока передатчика.

Еще одним представителем приемопередатчиков с автокоррекцией подключения является SN65HVD888. Данная микросхема способна обнаружить неверное подключение и скорректировать свою работу за 76 мс. Однако для обнаружения неверного подключения должен быть выполнен ряд условий (рисунок 6.):

  • Должна быть реализована защитная резистивная цепочка (RFS).
  • SN65HVD888 должен находиться в режиме приемника, его передатчик должен быть отключен (RE = DE = Low).
  • На шине должно сохраняться состояние Idle в течение времени коррекции (до 76мс).

Автокоррекция полярности при неправильном подключении к шине

Рис. 6. Автокоррекция полярности при неправильном подключении к шине

Отличительной особенностью SN65HVD888 является повышенная стойкость к статическим разрядам ±16 кВ (HBM), ±12 кВ (IEC61000-4-2), +4 кВ (IEC61000-4-4).

Стоит отметить также очень низкий уровень собственного потребления, который составляет всего 0,9 мА.

Областями применения микросхемы SN65HVD888 являются измерительная техника, системы управления микроклиматом, DMX512-сети. Низкое потребление позволяет применять данный приемопередатчик в устройствах с батарейным питанием.

Популярные ошибки при анализе скорости интернета.

Почему же у нас всегда получается ситуация, когда скорость именно ниже чем мы хотим (на что подключались). Очень много факторов. Самая распространенная это сам человек, который пытается определить скорость. Просто не правильно понимает то, что видит.

как определить скорость интернета

У меня многие друзья, коллеги пытаются выпытать что и как и почему и дать им всем советы, чтобы за меньшие день получить максимум возможностей. Да все дело в том, где вы находитесь, что вы хотите делать и так далее. Лично для себя я вот подключил оптоволоконный интернет от Ростелекома на 25 Мб/с. Меня устроила цена, меня устроило качество обслуживания, и сама скорость. Мне хватает смотреть онлайн фильмы, играть онлайн, скачивать данные. Если что-то большое скачать надо, ставлю на ночь и иду спать. Вам это может не подойти, все индивидуально. Но это мое мнение, отношение и вопросы о том какая скорость интернета у меня, не возникают. Просто потому, что ее тяжело точно определить, все примерно, все относительно.

Но что-то я ушел в стороны. И так, я выделил две самые распространенные ошибки:

  1. При скачивании данных оказывается неправильные данные именно самого загрузчика и не внимательность пользователя. Сам загрузчик показывает примерную скорость скачивания и не является точной. Скорость всегда скачет и зависит от множества факторов. Плюс бывали случаи, когда загрузчик показывает скорость 782 Кбит/с, а пользователь сразу говорит, мол вот она в 10 раз меньше заявленной: 8192 кбайт/с. Нужно внимательнее посмотреть на значение скоростей. В первом случае Килобайты, во втором килобиты. Что получается: 782*8=6256 кбайт/с. Вот на какой скорости качался файл. При том, что данные примерны и близки к заявленной скорости, это нормально.
  2. Многие смотрят на значок внизу справа в виде двух мониторов и видят там надпись «скорость подключения 100 Мб» (на версия Windows 7 и выше нет такого, хотя и там мне говорили пишется, но где, не нашел), а у них подключено например 512 кбит/с, и начинают думать, что это же значение больше, значит Провайдер нас обманывает и начинают ему звонить. Дело опять в невнимательности. Там внизу, показывается скорость подключения между модемом и компьютером и не имеет никакой связи со скоростью интернета.

Изолированные решения

Texas Instruments предлагает широкий выбор изолированных приемопередатчиков (таблица 3).

Таблица 3. Изолированные приемопередатчики RS-485

НаименованиеОписаниеUпит, ВСкорость (макс), Мб/сСинфазное напряжение, ВПеренапряжения, ВIcc, макс, мАКорпус
ISO3080Изолированный дуплексный приемопередатчик50,2-7…12-9…141516SOIC
ISO3086520-7…12-9…141516SOIC
ISO3082Изолированный полудуплексный приемопередатчик50,2-7…12-9…141516SOIC
ISO3088520-7…12-9…141516SOIC
ISO1176Изолированный PROFIBUS540-7…12-9…147516SOIC
ISO15Изолированный полудуплексный приемопередатчик3,31-7…12-9…142116SOIC
ISO15M51-7…12-9…142016SOIC
ISO35Изолированный дуплексный приемопередатчик3,31-7…12-9…142116SOIC
ISO35M51-7…12-9…142016SOIC
ISO3086TИзолированный с драйвером для трансформатора520-7…12-9…141516SOIC
ISO35T3,31-7…12-9…142716SOIC
ISO1176TИзолированный с драйвером для трансформатора PROFIBUS540-7…12-9…142916SOIC

Семейство ISO308x представляет собой 5 В, гальванически изолированные приемопередатчики, позволяющие передавать данные со скоростью до 20 Мб/с (ISO3086, ISO3088). Параметры гальванической изоляции — 4 кВП-П и 2500 В ср.кв. Таким образом, полностью соответствуя требованиям TIA/EIA-485, данное семейство позволяет работать в условиях высокого уровня электромагнитных помех в длинных линиях. Основными областями применения таких микросхем является работа в составе приводов, мощных инверторов, в измерительных приборах и других устройствах промышленной автоматики.

Микросхемы ISO15/15M, ISO35/35M представляют собой 3,3 В гальванически изолированные приемопередатчики. Аналогичны по уровню защиты ISO308x, но работают только со скоростью до 1 Мб/с. ISO15/ ISO15M являются полудуплексными, а ISO35/ISO35M работают в режиме полного дуплекса.

Микросхема ISO1176 гальванически изолированный и оптимизированный для PROFIBUS приемопередатчик. Максимальная скорость составляет 40 Мб/с, максимальное число узлов в сети -160 (при емкости до 10 пФ). Параметры гальванической изоляции — 4 кВП-П и 2500 В ср.кв.

Микросхемы ISO3086T/ISO35T/ISO1176T являются версиями вышеприведенных микросхем приемопередатчиков со встроенным драйвером трансформатора, что позволяет наиболее просто реализовывать источник питания для вторичной стороны (рисунок 7).

Рис. 7. Организация питания приемопередатчика на основе ISO3086T/ISO35T/ISO1176T

Что же есть скорость интернета?

Не обязательно быть техником, чтобы понять что это такое. Попробуем просто привести аналогии. Дело в том, что в повседневной жизни мы часто сталкиваемся со скоростью. К примеру мы двигаемся, измеряя скорость ходьбы или движения автомобиля. Скорость вращения стиральной машины мы ставим в зависимости от режима стирки. Пытаемся определить как быстро растает снег (просто за окном весна, хочется чтоб снег быстро растаял))) ). И так далее и все измеряется относительно времени.

В электронике, технике компьютерной, интернете — измеряется информационный объем, переданный в единицу времени. За время берутся секунды. За объем — Килобиты (kb) или Килобайты (Kb), и еще Мегабайты (Mb). Биты это минимальная единица информации и компьютер работает с группами бит, называемыми Байтами. 1 Байт = 8 Бит. И тут все просто, чем больше Бит может проходить (скачиваться) за секунду, тем лучше. Другими словами, вы можете быстро скачивать музыку или фильмы, да что угодно.

Сейчас много провайдеров существует, и каждый из них гарантирует высокую скорость. Если хотите узнать скорость интернета у вашего провайдера, вы можете смело позвонить на горячую линию и вам сообщат все что вас интересует. Но будет ли эта скорость реальной? Не факт. Об альтернативных способах проверить скорость своего интернета расскажу позже.

Хочу отметить, что самая максимальная скорость, доступная и существующая для всех пользователей — 100 Мб/с. Это тот максимум который может дать вам сетевая карта. компьютера. По сути, скорость интернета во всем мире одна — 100 Мб/с. Или приведем пример, допустим обычный музыкальный файл, весит примерно 4-5 Мб. При это 1 Мб перведем в байты и получим что скорость скачивания 1 Мб будет равна 125 кбит/с а значит 4 Мб скачаются за 40 секунд. Это максимум возможного.

Обзор интерфейса CAN

Интерфейс CAN великолепно зарекомендовал себя в таких областях, как промышленная автоматика, автомобильная электроника, медицинская техника. Основное его предназначение — построение сетей контроллеров и датчиков для передачи данных со скоростью до 1 Мб/с. Для передачи данных используется две сигнальные линии CANH и CANL (рисунок 8).

Определение логического состояния шины CAN

Рис. 8. Определение логического состояния шины CAN

На основе шины CAN реализовано множество протоколов: CANaerospace (протокол для аэрокосмической отрасли), DeviceNet (промышленные сети), MilCAN, ISO11898-x и многие другие.

Если для реализации выбран CAN-интерфейс, то необходимо определить ряд параметров:

  • определить, требуется ли гальваническая изоляция CAN;
  • определить параметры питания (уровень питающего напряжения и потребляемой мощности).
  • определить уровень защищенности от аварийных ситуаций;
  • определить дополнительные требования: наличие функции обратной связи, наличие энергосберегающих режимов и др;
  • определить особенные требования выбранного протокола (DevceNet, CANopen, ISO11783 и др).

Сколько мегабит в мегабайте (Мбит в МБ)?

Итак, есть килобиты и мегабиты, а есть килобайты и мегабайты, возникает вопрос: как вычислить сколько мегабит в мегабайте?!

Если вспомнить, что в 1-ом байте 8 бит, то всё становится просто:

  • чтобы узнать количество бит, нужно байты (кило-, мега-, гига-) умножить на восемь (*8);
  • чтобы узнать количество байт, нужно биты (кило-, мега-, гига-) разделить на восемь (/8).

Пример: 10 мегабит в секунду = 10*0,125 = 10 / 8 = 1,25 мегабайт в секунду.

Эта табличка поможет перевести байты в биты, килобайты в килобиты, мегабайты в мегабиты и гигабайты в гигабиты (а также, наоборот):

Таблица перевода байт (кило, мега, гига) в биты (кило, мега, гига)

Существующий портфель решений TI для CAN-интерфейса и основные преимущества

Компания Texas Instruments предлагает большой выбор микросхем приемопередатчиков CAN, позволяющий выбрать микросхему, отвечающую всем вышеперечисленным требованиям. Имеются как 5 В, так и 3,3 В микросхемы, микросхемы с гальванической изоляцией, с широким диапазоном рабочих температур (рисунок 9).

Решения для CAN-интерфейса от TI

Рис. 9. Решения для CAN-интерфейса от TI

SN65HVD25x Turbo CAN

Texas Instruments представил новое семейство приемопередатчиков CAN — SN65HVD25x (таблица 4).

Таблица 4. Приемопередатчики SN65HVD25x

НаименованиеОсобенностиПеренапряжения, ВIcc, макс, мAUпит, ВКорпус
SN65HVD257Turbo CAN, функция диагностики аварийных ситуаций-27…40854,5…5,58SOIC
SN65HVD256Turbo CAN, дополнительный вход питания VRXD для выходного буфера приемника-27…40854,5…5,5 2,8…5,58SOIC
SN65HVD255Turbo CAN-27…40854,5…5,58SOIC

Это 5 В микросхемы, полностью соответствующие требованиям ISO 11898-2 и выполненные в корпусе SOIC8 со стандартным расположением выводов (рисунок 10). Они являются развитием предыдущих семейств CAN-трансиверов и способны заменить микросхемы SN65HVD252, SN65HVD253 и SN65HVD1050/1040 в уже готовых устройствах.

Рис. 10. Расположение выводов SN65HVD25x

Главной особенностью семейства является новая технология «Turbo» CAN, предлагающая сразу несколько преимуществ:

  • обеспечивает минимально возможные временные задержки, даже в случае емкостной нагрузки (в больших сетях) и максимальную скорость сигнала, передающего данные со скоростью, превышающей 1Мб/с;
  • имеет сбалансированную структуру, позволяющую добиваться низких уровней собственных помех;
  • готовность к работе в составе CAN FD (CAN with Flexible Data-Rate) со скоростями более 1Мб/с;
  • еще одной особенностью является практически полное отсутствие потребления в случае, когда не происходит питания микросхемы («Ideal Passive»);
  • микросхемы имеют высокую степень защиты;
  • защита от статического электричества ±12кВ (HBM), ±8кВ (IEC61000-4-2);
  • соответствие требованиям автомобильного стандарта ISO7637: Pulse 1 (-100В), Pulse 2 (+75В), Pulse 3a (-150В), Pulse 3b (+100В);
  • защита сигнальных линий от напряжений -27…40В;
  • защита от аварийных ситуаций на линиях: от постоянного доминантного состояния и постоянного рецессивного (в обоих случаях скорость ограничивается 9,4кб/с);

Диапазон рабочих температур составляет -40…125°С.

Изолированные решения CAN — ISO1050

Микросхема ISO1050 (рисунок 11) была первым изолированным приемопередатчиком и за время своего существования проявила себя исключительно с хорошей стороны. Полностью соответствуя требованиям ISO 11898-2, данный приемопередатчик использует интегрированную SiO2-изоляцию, электрическая прочность которой составляет 2500 В ср.кв (ISO1050 в корпусе 8SOP и ISO1050L в корпусе 16SOIC,) или 5000 В ср.кв (ISO1050 в корпусе 16SOIC,).

Рис. 11. Расположение выводов ISO1050

Микросхема устойчива к статическим разрядам до ±4 кВ (HBM) и способна выдерживать броски напряжения при переходных процессах, равные -27…40 В.

Рабочий диапазон температур составляет -55…105°С.

Производитель заявляет, что при работе в рамках рекомендованных параметров средний срок службы приемопередатчика составляет 25 лет.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: