11.4 Передача цифровых сигналов на небольшие расстояния

Наилучшим способом передачи цифровых сигналов на малые и большие расстояния является использование передачи световых сигналов по оптокабелю. Электрический сигнал преобразуется в световой с помощью светодиода или лазера, передаётся по оптокабелю и принимается фотодиодом. При этом естественным образом осуществляется гальваническая развязка и ликвидируется воздействие различного рода электромагнитных помех на длинную линию передачи. Однако в ряде случаев, если имеют место небольшие помехи, используются и более простые решения. Например, на рис.8.7а приведена схема, когда передача сигнала в линию осуществляется выходом с открытым коллектором, а принимается сигнал триггером Шмидта, восстанавливающим фронты сигнала. Для подавления небольшой помехи может быть использован RC фильтр, как это показано на рис.11.7б.

Рис.11.7. Передача сигнала непосредственно с выхода ТТЛ

Более высокую помехоустойчивость можно получить, передавая по витой паре дифференциальный сигнал, который принимает дифференциальный приёмник (рис.8.8).

Рис.11.8. Передача дифференциального сигнала по витой паре

На входе линии связи формируется прямой и инверсный сигналы, которые передаются по ней на дифференциальный приёмник, который воспринимает разность напряжений между входами, которая равна 2U_сигн и не содержит напряжение синфазных помех. В качестве дифференциального приёмника в таком применении наилучшие результаты даёт использование инструментальных усилителей, которые специально разработаны для этого.

Для обеспечения электробезопасности аппаратуры и борьбы с помехами можно использовать гальваническую развязку (рис.11.9).

Рис.11.9. Линия связи с гальванической развязкой

На практике кроме передачи по скрученной паре используют ещё передачу по коаксиальному кабелю (рис.11.10). Особенностью использования коаксиального кабеля является необходимость согласования с его волновым сопротивлением ( резистор 51 Ом на рис.11.10, при волновом сопротивлении кабеля 50 Ом) и специальные формирующие элементы ( например, 8Т23 и 8Т24 ).

Рис.11.10. Приём и передача по 50 – Омному коаксиальному кабелю.