Передача данных по электросети: PLC (Power Line Communication)

Содержание

Связь по электросети: кому и зачем это нужно

Телеком Инфраструктура 22 Июля 2015 11:0722 Июл 2015 11:07 | Поделиться Технологии связи по электросети (Power Line Communication, PLC) активно развиваются и становятся все более востребованными во всем мире. И Россия не исключение. Их используют при автоматизации технологических процессов, организации систем видеонаблюдения и даже для управления «умным» домом. Эксперты компании QTECH разобрались, в чем причина популярности PLC, а также выяснили, каковы ее плюсы и минусы.

Исследования в области передачи данных с использованием электросети ведутся достаточно давно. Когда-то применение PLC тормозила низкая скорость передачи данных и недостаточная защищенность от помех.

Развитие микроэлектроники и создание современных, а главное более производительных, процессоров (чипсетов) дали возможность использовать сложные способы модуляции для обработки сигнала, что позволило значительно продвинуться вперед в реализации PLC. Однако о реальных возможностях технологии связи по электросети до сих пор знают лишь немногие специалисты.

PLC использует электрические сети для высокоскоростной передачи данных и основана на тех же принципах, что и ADSL, которая применяется для передачи данных в телефонной сети. Принцип работы следующий: сигнал высокой частоты (от 1 до 30 МГц) накладывается на обычный электрический сигнал (50 Гц) с применением различных модуляций, а сама передача сигнала происходит через электрические провода. Оборудование может принять и обработать такой сигнал на значительном расстоянии (до 200 м). Трансфер данных может осуществляться как по широкополосным (BPL), так и по узкополосным (NPL) линиям электропередачи. Только в первом случае передача данных будет идти со скоростью до 500 Мбит/с, а во втором значительно медленнее — только до 1 Мбит/с.

На пределе скорости?

Сегодня пользователям доступны технологии PLC третьего поколения. Если в 2005 г. с появлением стандарта HomePlug AV скорость передачи данных выросла с 14 до 200 Мбит/с (этого достаточно для предоставления так называемых Triple Play услуг, когда пользователям одновременно предоставляются высокоскоростной доступ в интернет, кабельное телевидение и телефонная связь), то последнее поколение PLC использует уже двойной физический уровень передачи данных — Dual Physical Layer. Вместе с FFT OFDM применяется Wavelet OFDM-модуляция, то есть ортогональное частотно-разделенное мультиплексирование, но с применением вейвлетов. Это позволяет в несколько раз поднять скорость передачи данных— до 500 Мбит/c.

Однако важно понимать, что речь идет о физической скорости. Реальная скорость передачи данных зависит от многих факторов и может быть в разы меньше. Качество электропроводки в доме, скрутки в линии, ее неоднородность (например, в алюминиевой проводке затухание сигнала сильнее, чем в медной, что сокращает дальность связи примерно в два раза) — все это деструктивно влияет и на физическую скорость и качество передачи данных.

Говоря о PLC-технологии, за скорость принято брать полудуплексную или однонаправленную скорость. То есть, если указанная скорость равна 200 Мбит/c, то реальная будет составлять 70-80 Мбит/c. В реальной жизни физическую скорость с большой уверенностью можно делить пополам, и пропорционально уменьшать на 10% при подключении каждого мощного домашнего устройства (утюг, чайник, кондиционер, холодильник и пр.).

В обычных бытовых условиях по проводам с помощью PLC сигнал может передаваться на расстояние около 200 м. Например, дом площадью 200 кв. м можно покрыть без проблем. Качество связи при этом будет зависеть от качества электрической сети. Преградой для прохождения сигнала может стать обыкновенный сетевой фильтр, который часто бывает встроен в удлинитель, источник бесперебойного питания или трансформатор. Следует помнить и то, что распространение сети по электропроводке ограничивается электрическим щитком с предохранителями. Так что создать сеть, например, с соседом по квартире не получится. Для этого лучше подойдет Wi-Fi.

Плюсы и минусы PLC

PLC-технологии, безусловно, заслуживают внимания, однако наряду с плюсами, у них есть и очевидные недостатки. Но обо всем по порядку.

PLC помогает наладить качественное предоставление услуг Triple Play, не требует прокладки проводов для передачи данных, а, значит, и дополнительных затрат. Быстрый монтаж и возможность подключения к существующим сетям — тоже очко в пользу PLC. Кроме того, PLC-сеть можно легко разобрать и сконфигурировать, например, при переезде офиса в другое здание. Такая сеть легко масштабируется — можно организовать практически любую ее топологию с минимальными затратами (в зависимости от количества дополнительных PLC-адаптеров). В сложных условиях (железобетонные конструкции, высокий уровень электромагнитных помех) в отличие от беспроводных технологий Wi-Fi, WiMAX и LTE PLC-сеть будет работать без сбоев. При этом за счет применения самых современных алгоритмов шифрования обеспечена и безопасная передача данных по сети.

От DevOps к TestOps: как ускорить процессы тестирования новых приложений и ПО

Интеграция

Недостатков у PLC меньше, но знать о них стоит. Во-первых, пропускная способность сети по электропроводке делится между всеми ее участниками. Например, если в одной PLC-сети две пары адаптеров активно обмениваются информацией, то скорость обмена для каждой пары будет составлять примерно по 50% от общей пропускной способности. Во-вторых, на стабильность и скорость работы PLC влияет качество выполнения электропроводки (например, медного и алюминиевого проводника). И в-третьих, PLC не работает через сетевые фильтры и источники бесперебойного питания, не оборудованные специальными розетками PLC Ready.

Применение PLC на практике

Сегодня PLC находит широкое практическое применение. В связи с тем, что технология использует существующую электросеть, она может быть использована в автоматизации технологических процессов для связки блоков автоматизации по электропроводам (например, городские электросчетчики).

Нередко PLC применяют при создании систем видеонаблюдения или локальной сети в небольших офисах (SOHO), где основными требованиями к сети являются простота реализации, мобильность устройств и легкая масштабируемость. При этом как вся офисная сеть, так и отдельные ее сегменты могут быть построены с помощью PLC-адаптеров. Часто в уже существующую офисную сеть необходимо включить удаленный компьютер или сетевой принтер, расположенный в другой комнате или даже в другом конце здания — c помощью PLC-адаптеров эту проблему можно решить за несколько минут.

Кроме того, PLC-технология открывает новые возможности для реализации идеи «умного» дома, в котором вся бытовая электроника должна быть завязана в единую информационную сеть с возможностью централизованного управления.

Использование PLC выгодно для операторов связи, считает руководитель технического отдела QTECH Денис Дышлевич. «Технология PLC является интересным и полезным решением для операторов связи.

Она занимает особую нишу в области предоставления услуг, и ее применение в отдельных случаях может дать хороший экономический результат», — говорит эксперт.

Александр Чернюк,
главный инженер департамента CPE QTECH

Страница не найдена – Время электроники

Кажется мы ничего не нашли. Может быть вам помогут ссылки ниже или поик?

Архивы

Архивы Выберите месяц Сентябрь 2021 Август 2021 Июль 2021 Июнь 2021 Май 2021 Апрель 2021 Март 2021 Февраль 2021 Январь 2021 Декабрь 2020 Ноябрь 2020 Октябрь 2020 Сентябрь 2020 Август 2020 Июль 2020 Июнь 2020 Май 2020 Апрель 2020 Март 2020 Февраль 2020 Январь 2020 Декабрь 2019 Ноябрь 2019 Октябрь 2019 Сентябрь 2019 Август 2019 Июль 2019 Июнь 2019 Май 2019 Апрель 2019 Март 2019 Февраль 2019 Январь 2019 Декабрь 2018 Ноябрь 2018 Октябрь 2018 Сентябрь 2018 Август 2018 Июль 2018 Июнь 2018 Май 2018 Апрель 2018 Март 2018 Февраль 2018 Январь 2018 Декабрь 2017 Ноябрь 2017 Октябрь 2017 Сентябрь 2017 Август 2017 Июль 2017 Июнь 2017 Май 2017 Апрель 2017 Март 2017 Февраль 2017 Январь 2017 Декабрь 2016 Ноябрь 2016 Октябрь 2016 Сентябрь 2016 Август 2016 Июль 2016 Июнь 2016 Май 2016 Апрель 2016 Март 2016 Февраль 2016 Январь 2016 Декабрь 2015 Ноябрь 2015 Октябрь 2015 Сентябрь 2015 Август 2015 Июль 2015 Июнь 2015 Май 2015 Апрель 2015 Март 2015 Февраль 2015 Январь 2015 Декабрь 2014 Ноябрь 2014 Октябрь 2014 Сентябрь 2014 Август 2014 Июль 2014 Июнь 2014 Май 2014 Апрель 2014 Март 2014 Февраль 2014 Январь 2014 Декабрь 2013 Ноябрь 2013 Октябрь 2013 Сентябрь 2013 Август 2013 Июль 2013 Июнь 2013 Май 2013 Апрель 2013 Март 2013 Февраль 2013 Январь 2013 Декабрь 2012 Ноябрь 2012 Октябрь 2012 Сентябрь 2012 Август 2012 Июль 2012 Июнь 2012 Май 2012 Апрель 2012 Март 2012 Февраль 2012 Январь 2012 Декабрь 2011 Ноябрь 2011 Октябрь 2011 Сентябрь 2011 Август 2011 Июль 2011 Июнь 2011 Май 2011 Апрель 2011 Март 2011 Февраль 2011 Январь 2011 Декабрь 2010 Ноябрь 2010 Октябрь 2010 Сентябрь 2010 Август 2010 Июль 2010 Июнь 2010 Май 2010 Апрель 2010 Март 2010 Февраль 2010 Январь 2010 Декабрь 2009 Ноябрь 2009 Октябрь 2009 Сентябрь 2009 Август 2009 Июль 2009 Июнь 2009 Май 2009 Апрель 2009 Март 2009 Февраль 2009 Январь 2009 Декабрь 2008 Ноябрь 2008 Апрель 2008 Март 2008 Февраль 2008 Январь 2008 Декабрь 2007 Ноябрь 2007 Октябрь 2007 Сентябрь 2007

Обзор систем АСКУЭ: технология PLC.

АСКУЭ яЭнергетик

Технология PLC подразумевает передачу данных от электросчетчиков по силовой сети, т.е. по тем же самым проводам, по которым напряжение подводится к потребителю.

Технически передача данных происходит на частотах, отличных от стандартной частоты электрического тока равной 50 Гц. Диапазон частот, на котором происходит передача данных, регламентируется стандартами и в разных странах может отличаться.

Эта технология получила большую популярность, и уже практически каждый производитель электросчетчиков поддерживает способ передачи данных по силовой сети.

Но, не все так просто, как кажется.

Помехи

Обычно, счетчики с PLC-модемами очень просты в настройке, но с другой стороны не редкость, когда такие счетчики перестают опрашиваться из-за помех в электросети.

Как уже было сказано, сигнал идет по силовой сети. Из-за этого на скорость и надёжность связи отрицательно влияют электробытовые приборы, например сварочные аппараты, а иногда и неисправные энергосберегающие лампы, генерирующие помехи в сеть. Также негативно влияют скрутки и заниженное сечение проводов, приводящие к росту сопротивления и нагреву проводников.

Для повышения качества передачи данных по силовым сетям, производители счетчиков предлагают устанавливать фильтрующие устройства, а также проводить предварительные замеры уровня сигнала и уровня помех в сети.

Здесь же следует отметить, что в одной электросети не могут использоваться одновременно системы двух и более производителей. Они будут “глушить” друг друга. С ростом популярности систем передачи данных по силовой сети, данная проблема будет усугубляться. Появляются устройства из серий “умный дом” и “домашний интернет” с использованием данной технологии. Все это может отрицательно повлиять на работоспособность системы сбора данных.

Низкая скорость передачи данных

Малая скорость передачи данных делает невозможным шифрование передаваемых данных. А это в свою очередь не обеспечивает требования безопасности и дает возможность постороннего вмешательства в настройки электросчетчика (например, изменение тарифного расписания). В интернете уже были публикации о самовольном перепрограммировании электросчетчиков по каналам связи через PLC.

Концентраторы (шлюзы, маршрутизаторы и т.п.)

Чтобы получать показания по силовой сети, кроме счетчиков с PLC-модемами, необходимы еще и устройства для сбора данных – концентраторы.

Задача концентраторов заключается в том, что бы регулярно опрашивать счетчики и хранить показания за много дней.

Концентраторы устанавливаются обычно в трансформаторной подстанции по одному на каждую фазу. У некоторых производителей идут устройства сбора данных в трехфазном исполнении.

К концентраторам можно подключить GSM модем, для передачи в диспетчерский пункт накопленной информации.

Ретрансляторы

При выборе PLC-системы требуется следить за дальностью передачи данных. Может получиться так, что счетчик в конце воздушной линии просто не будет опрашиваться. Решает эту проблему ретрансляция данных, поэтому при выборе PLC-системы для передачи данных, нужно обращать внимание имеется ли эта функция.

Copyright — © яЭнергетик, 2020г. При любом использовании опубликованных материалов и содержимого данной статьи требуется указывать источник “яЭнергетик.рф”

Построение сетей доступа передачи информации по электрическим сетям Текст научной статьи по специальности «Электротехника, электронная техника, информационные технологии»

УДК 621.311

Построение сетей доступа передачи информации по электрическим сетям

И.А. Невструев, А.В. Арсеньев

Рассмотрены принципы построения и технические характеристики сетей доступа при передаче энергии и информации по существующим электрическим сетям.

Construction principles and technical characteristics of the modern power net transfer of the energy and information on present electrical networks.

Применение электрической сети в качестве телекоммуникационной известно начиная с XX в. Первые системы на несущей частоте были использованы в высоковольтных электрических сетях протяженностью до 500 км при мощности передачи 10 Вт. Такие системы применялись как внутренние коммуникации электроснабжения и для реализации удаленного измерения и контроля параметров энергопотребления. Связь организовывалась через средне- и низковольтные электрические сети. Системы на основе тоновых несущих (ЯС8) были использованы в средне- и низковольтных сетях для реализации только управления в электрических силовых системах.

Передача данных по высоковольтным линиям на сколько-нибудь значительные расстояния затруднена из-за сильного затухания сигнала. На этом, магистральном, уровне для подключения к интернет-провайдерам или другим операторам связи энергетические компании могут проложить собственное оптоволокно. Информационные потоки обычно вводятся в электросети на уровне понижающих подстанций и затем передаются по линиям среднего и низкого напряжения. Прохождение потоков данных через низковольтные трансформаторные подстанции затруднено из-за высокого уровня возникающих там помех. Одним из способов решения этой проблемы является установка специального «сплиттера», который обеспечивает передачу данных между линиями среднего и низкого напряжения в обход трансформатора. Затем информационные потоки проходят по низковольтным линиям (110 или 220 В) и через розетку в квартире пользователя и специальный (относительно недорогой) модем выдаются на интерфейс ЕШете! Один из вариантов предусматривает установку на столбах линий электропередачи беспроводных точек доступа, работающих по технологии 802.11Ь. Одна такая точка доступа способна

обслуживать несколько домов, а поскольку она устанавливается на электрической линии среднего напряжения, не требуется никакого дополнительного оборудования для обхода трансформатора на низковольтной подстанции.

Лиании электропередачи проведены сейчас везде и всюду. И поскольку по ним можно пересылать и принимать данные, никакой отдельной инфраструктуры доступа к Интернету сооружать не надо. Все, что нужно потребителю – это специальный модем, который включается в электрическую розетку. Такие модемы есть, причем структурно они ничем не отличаются от аналогичных устройств, предназначенных для кабельных или DSL-систем: их главным компонентом является схема приема и передачи сигналов через определенную среду. Эти модемы обмениваются данными по локальным электросетям с подстанциями, которые соединяются с Интернетом по оптоволоконным или беспроводным каналам, что создает условия для соблюдения всех необходимых параметров скорости и качества связи.

Первая законченная система передачи данных по силовым линиям получила название BPL (от англ. Broadband Power Line), но на самом деле она представляла собой не что иное, как очередную версию реализации принципа Рowerline Сошшишсайоп (PLC), который начал всерьез разрабатываться уже в 20-х годах прошлого века и нашел свое отражение в аппаратуре высокочастотной связи. Идея Рowerline Сошшишсайоп состоит в частотном разделении сигнала, передаваемого по силовым кабельным линиям, когда высокоскоростной поток данных разбивается на несколько низкоскоростных, каждый из которых передается на отдельной частоте с последующим их объединением в один сигнал. Использование под-несущих частот в диапазоне 4…21 МГц не оказывает влияния на передачу по проводам обычной

электроэнергии, поскольку значительно отличаются от частоты напряжения питания – 50 или 60Гц. Таким образом, обычная электросеть может одновременно доставлять как электроэнергию, так и данные по одной цепи. При этом PLC-устройства могут «видеть» и декодировать информацию, хотя все прочие электрические устройства даже не догадываются о присутствии сигналов сетевого трафика и продолжают работать в привычном для себя режиме.

В 50-х годах прошлого века некоторые энергетические компании решили попробовать управлять уличным освещением с помощью набора цифровых данных. Скорость их передачи исчислялась тогда еще битами в секунду; поток сигналов, проходящих по электропроводке, генерировал помехи на частоте 100-190 Гц, а сами системы могли работать только в одном направлении, отправляя команды контролируемым объектам с центральных диспетчерских терминалов. До создания дуплексных каналов дело так и не дошло: оно предполагало немалые капиталовложения, которые бизнесмены-новаторы посчитали неоправданными – поскольку необходимости обратной связи с фонарными столбами у них попросту не было. Так же закончились и наблюдавшиеся в начале 60-х годов инициативы по внедрению PLC-решений на железнодорожном транспорте.

Следующего всплеска активности в этой технической области пришлось ждать больше двадцати лет: только к середине 80-х в ней наметились существенные сдвиги, вызванные насущными потребностями индустриального прогресса и обеспеченные передовыми достижениями прикладной науки. Значительно повысилась скорость передачи данных PLC-устройств, у них появилась возможность поддерживать двунаправленную связь, а системы типа SCADA (от англ. Supervisory Control And Data Acquisition) успешно применялись в США, Великобритании и ряде других стран для сбора информации и диспетчерского управления предприятиями в процессе их автоматизации и компьютеризации. Однако самым мощным стимулом для поиска эффективных способов использования электрических сетей для коммуникационных нужд явился бурный рост Интернета и его широчайшее распространение во всех без исключения промышленных отраслях и сферах человеческой деятельности. Во второй половине 90-х годов к экспериментам по проектированию PLC-комплексов, способных оперировать сложными сочетаниями разнородных данных, начали под-

ключаться такие гиганты информационных техно -логий и телекоммуникаций, как германский Siemens, канадский Nortel и английский United Utilities. Но и им не сразу удалось добиться позитивных результатов, так как эти системы были подвержены помехам, и в то же время сами являлись источниками помех для любительского и специального (военные службы, службы безопасности, диспетчеры аэропортов и т. п.) радиодиапазонов связи. Ощутимое продвижение к поставленной цели было достигнуто только благодаря появлению мощных цифровых сигнальных процессоров (DSP – Digital Signal Processors) и новых методов модуляции сигнала вроде схемы мультиплексирования с ортогональным частотным разделением сигналов для высокоскоростной передачи данных в диапазоне 5 ГГц (OFDM – Orthogonal Frequency Division Multiplexing). Это позволило снизить мощность сигнала, передаваемого по силовым линиям, и увеличить помехозащищенность.

Разработки велись не только телекоммуникационными компаниями, но и энергетиками: летом 2001г. немецкий концерн RWE соорудил в районе Эссена PLC-сеть и организовал на ее базе предоставление услуг широкополосного доступа в Интернет на скорости около 2 Мбит/с. Немного позже о начале эксплуатации такой же сети объявила австрийская электротехническая компания Tiwag. В Шотландии главным инициатором продвижения подобных услуг выступила энергетическая корпорация Scottish-Hydro-Electrics, которая в ходе тестирования собственной PLC-системы предложила жителям сельской местности чрезвычайно выгодные условия выхода в Интернет. В течение 2002-2003гг. несколько аналогичных проектов стартовало в Италии, Испании и Швеции. В 2002г. московские энергетики провели в Зеленограде цикл успешных испытаний технологии создания электросети передачи данных. А год спустя китайская государственная телекоммуникационная компания Power Telecom силами своего дочернего предприятия Fibеrlink Networks открыла за 12 долларов в месяц (без ограничения времени и трафика) экспериментальный доступ в Интернет через электрические сети обитателям одного из кварталов Пекина.

В настоящее время в технологии BPL, обеспечивающей широкополосный доступ к Интернету в сочетании с IP-телефонией по силовым проводам, удалось превысить показатель скорости передачи данных до 3 Мбит/с.

Впрочем, BPL не лишена недостатков. Используемое сегодня BPL-оборудование создает статический шум на частотах от 1,7 до 80МГц. Как среда передачи информации линии электросети характеризуются большим числом наводок и шумов. У проводов электросети отсутствуют экраны, а значит, передаваемые по ним сигналы будут создавать в окружающем пространстве заметный фон. Частотный диапазон коротковолнового радио (2-30 МГц) пересекается с частотным диапазоном систем BPL (2-80 МГц).

Уже сегодня можно говорить о возникновении вполне самостоятельного рыночного сегмента клиентских устройств для доступа в Интернет посредством электрической сети. Новые изделия представлены адаптерами электросеть-Ethernet (Powerline-Ethernet), электросеть-радио (Powerline-Wireless) и электросеть-USB (Powerline Homeplug USB). На подходе готовые персональные компьютеры, изначально оборудованные адаптерами для подобного доступа. Среди крупных производителей, заинтересовавшихся технологией BPL, присутствуют такие компании, как Alcatel, Domosys, Hewlett-Packard и др.

Структура PLC-сети доступа

Технологии PLC применяются в основном в низковольтных электрических сетях, реализуя так называемую «последнюю милю» сети связи (рис. 1).

Эти сети представляют собой преобразователь и некоторое число электрических кабельных линий, проложенных до конечного пользователя,

которые включены в сеть через измерительную единицу (электросчетчик). PLC-системы передачи используют низковольтные сети как среду для реализации сетевого PLC-доступа. Низковольтные электрические линии подключаются к высоковольтным сетям через преобразователь. PLC-сети доступа подключаются к сторонней сети связи WAN через базовые станции БС, обычно размещенные рядом с преобразователем. Многие коммунальные службы, использующие электрическую энергию, имеют свои собственные сети связи, связывающие преобразователь и возможную стороннюю сеть. Если это не так, преобразователь может быть подключен к обычной телекоммуникационной сети.

Связь с внешней сетью также может быть реализована через абонента или силовой шкаф, особенно если здесь есть возможность для установки (например, пригодный существующий кабель, который может быть использован для таких целей из-за низкой стоимости). Во всех электро-щитовых шкафах основной сигнал связи конвертируется в такую форму, в которой можно его передавать через низковольтные электрические сети. Этот преобразование осуществляется в базовой (основной) станции PLC-системы.

Пользователи PLC в доме или здании подсоединяются к сети доступа через PLC-модем, размещенный рядом с электросчетчиком или подключенный к любой розетке внутренней электрической сети. Также PLC-модем позволяет абонентам использовать другие технологии связи (такие как DSL,WLAN).

Рис. 1. Структура PLC-сети доступа

PLC-системы на электросетях среднего напряжения

Организация PLC на электросетях среднего напряжения (MV PLC) практически не отличается от организации PLC в низковольтных сетях. Следовательно, MV PLC-сети включают в себя такие же элементы, как и PLC-системы, организованные на низковольтных электросетях: PLC-модемы, соединяющие конечных пользователей с электросетью среднего напряжения, базовые станции, соединяющие MV PLC-сеть с основной, повторители и шлюзы.

Однако возможности передачи через сети среднего напряжения, которые применяются в связи, несколько отличны по сравнению с низковольтными сетями. Условия передачи в сетях среднего напряжения являются лучшими по сравнению с реализациями PLC-сети доступа через низковольтные сети; скорость передачи данных, передаваемых через MV PLC, предполагается немного большей, чем в PLC-сетях доступа. Следовательно, если MV PLC-сети используются для подключения большего числа PLC-сетей доступа в единую сеть, то участок передачи через силовые линии среднего напряжения будет наиболее «узким местом». Таким образом, не предполагается, что MV PLC-сети будут использоваться для объединения множественных PLC-сетей доступа (например, подключение более чем двух сетей). Однако в стадии разработки предполагается, что PLC-сети доступа соединяют малое число конечных пользователей в этом домене, и MV PLC-сети могут использоваться в распределенных сетях.

Поскольку электрические сети среднего напряжения обычно снабжают некоторое число низковольтных сетей, обычно MV PLC, повторяя топологию энергосети, представляет собой кольцевую топологию (например, как соединения многих LAN в студенческих городках (campus) в общую сеть) (рис.

Рис. 2. Структура РЬС-сети студенческого городка на основе линий среднего напряжения

Сейчас MV PLC в основном применяются для реализации соединений точка-точка, а также для соединения антенн для различных радиосистем. В последнем случае антенна, используемая для мобильных или фиксированных радиосистем, может подключаться к базовой станции через среду силовых сетей среднего напряжения.

Узкополосная PLC-сеть

В основу передачи данных по сети электропитания положен известный принцип частотного разделения сигнала: один высокоскоростной поток разбивается на несколько относительно низкоскоростных и каждый из них передается на отдельной поднесущей частоте.

Узкополосные PLC-сети работают на частотном спектре, утвержденном в стандарте CENELEC. Этот частотный спектр разделяется на три диапазона: А для использования в службах энергоснабжения и В, С для организации частного доступа. Энергетические службы используют узкополосные PLC-системы для решения задач энергосбережения. Частотные диапазоны B и С в основном используются для реализации систем автоматики в зданиях, домах. На сегодняшний день узкополосные PLC-системы предоставляют скорость передачи данных не более чем несколько килобит в секунду. Максимальная дистанция между двумя модемами может быть не более одного километра. Для увеличения этого расстояния необходимо применять повторители.

Узкополосные PLC-сети выполняются как по узко-, так и по широкополосной схеме модуляции. Первые узкополосные PLC-сети были реализованы способом, использующим амплитудную модуляцию ASK (от англ. Amplitude Shift Keying). АМ проста в реализации, но чувствительна к помехам, поэтому ее использование не оправдано для применения в PLC-сетях. По этой причине такой способ был вытеснен двоичной фазовой манипуляцией BPSK. BPSK – это устойчивая система, основанная на принципе частотной манипуляции, которая более помехоустойчива, и поэтому широко используется в PLC-системах. В то же время детектирование по фазе, которое необходимо для реализации BPSK, сложно в исполнении и системы, базирующиеся на BPSK, не так часто используются. Самые современные системы используют частотную манипуляцию (FSK), но перспективными считаются коммуникационные системы на основе BPSK.

В узкополосных PLC-сетях также используются системы с применением широкополосной модуляции. Основное преимущество широкополосной модуляции состоит в высокой устойчивости к узкополосной помехе из-за расширения спектра передаваемого сигнала. Также в PLC-сетях возможно использование перспективной узкополосной системы модуляции с OFDM (от англ. Orthogonal Frequency Division Multiplexing).

Рассмотрим возможную узкополосную PLC-систему и представим несколько вариантов применения этой технологии. Структура систем автоматизации, использующих узкополосные PLC-системы, показана на рис. 3.

для реализации так называемых служб энергосбережения. Следовательно, энергоснабжение может использовать PLC для реализации внутренних соединений с центром контроля различных устройств, обеспечивающих функции удаленного контроля, без дополнительной телекоммуникационной сети или покупки сетевых ресурсов у провайдера. Также с помощью PLC можно снимать показания с удаленных счетчиков. Наконец, PLC могут использоваться коммунальными службами для динамической тарификации (например, общего потребления энергии, зависящего от времени суток, и т.п.), для наблюдения и контроля за потреблением энергии и ее производства. Необходимо отметить, что систему электроснабжения порой сложно соединить в единую сеть из-за возрастающего числа малых автономных электростанций, таких как малые гидроэлектростанции, ветряные станции и т.п. (рис. 4). Однако маломощные станции не надежны, и количество выработанной энергии изменяется в зависимости от погодных условий. Тем не менее существуют регионы, в которых применяют такие малые станции.

Рис. 3. Структура систем автоматизации, использующих узкополосные РЬС-системы

Основное направление применения узкополосных систем – автоматизация зданий. При этом решаются различные задачи:

1) контроль различных устройств, включенных в электросеть, например, освещение, отопление, системы кондиционирования, лифты, и т.д.;

2) централизованный контроль различных домашних систем, таких как закрытие окон, и контроль состояния дверей, систем безопасности (охрана, сенсорные связи, и т.д.).

Вариацией PLC является ЕІВ (европейская установочная шина) – стандарт, именуемый «силовая сеть ЕІВ» (Powemet-EIB). PLC-модемы, используемые в Powemet-EIB, могут просто монтироваться в специальных углублениях в стене или входить в состав устройств, подключаемых к электрической сети. В настоящее время PLC-модемы, использующие Б8К, достигают скорости передачи данных до 1200 бит/с.

Например, в стандарте CENELEC системы энергоснабжения могут использовать диапазон А

… …

■ ■■ ■■■

п п п п

Рис. 4. Основная структура PLC-систем, использующихся для энергосбережения

Следовательно, для контроля выработки электроэнергии, ее потребления и накопления энергоснабжение нуждается в постоянной связи между существующими системами, что может быть частично осуществлено через PLC-системы.

Автоматизация зданий – это пример типового применения узкополосных PLC-систем, но энергоуслуги востребованы, как правило, не только внутри зданий.

Например, системы автоматизации освещения могут использоваться для выборочного пере-

ключения и мониторинга освещения аэродромов. Протяженность аэродрома и, следовательно, необходимой сети связи составляет несколько километров. Таким образом, узкополосные PLC-системы могут использоваться для снижения стоимости телекоммуникационных сетей в зданиях, а также для реализации так называемых критичных услуг автоматизации с очень высоким уровнем безопасности, таких как контроль освещения взлетной полосы для движущихся самолетов в аэропортах.

Широкополосные РЬС-сети

Широкополосные PLC-системы предоставляют возможность поддерживать скорость передачи данных многократно выше, чем в узкополосных системах. В противоположность узкополосным сетям, которые могут реализовать только небольшое число голосовых каналов и передачу данных с низким битрейтом, широкополосные PLC-сети предоставляют большее количество сложных телекоммуникационных услуг: множественные голосовые соединения, высокую скорость передачи, перенос видеосигнала, и к тому же все возможности узкополосной сети. Поэтому широкополосные системы рассматриваются как перспективная телекоммуникационная технология.

Присутствует несколько ограничивающих факторов для применения широкополосной PLC-технологии. Следовательно, район покрытия, а также скорость передачи данных, которая может быть реализована в PLC-системах, ограничены. Более того, очень важный аспект при использовании широкополосных PLC-систем – это электромагнитная совместимость. Для реализации широкополосных PLC-систем необходим очень широкий частотный спектр (до 30 МГц), который не удовлетворяет требованиям CELENEC. PLC-сети можно представить как антенну, создающую помехи для других систем связи, работающих в этом частотном диапазоне (например, различные радиослужбы). Поэтому широкополосные системы используются с ограниченной мощностью передачи, что снижает их показатели (скорость передачи данных, расстояния).

Широкополосные PLC-

системы обеспечивают скорость

передачи данных до 2 Мб/с по внешним коммуникациям, которые используют средне- и низковольтные электрические сети, и до 12 Мб/с в закрытых помещениях. Некоторые предприниматели уже имеют похожую продукцию, предоставляющую очень высокую скорость передачи данных (до 40 Мб/с). Так как телекоммуникационный доступ сейчас имеет громадное значение, общее развитие широкополосной PLC-технологии обыкновенно ориентировано на использование в сетях доступа, в том числе домашних. В противоположность узкополосным PLC-системам, нет стандартов для применения широкополосных PLC-сетей.

Домашние PLC-сети

Домашние (in home) PLC-системы используют внутреннюю электрическую инфраструктуру как среду передачи (рис. 5). Это позволяет осуществить реализацию в доме локальной PLC-сети, с помощью которой можно связать некоторое число типовых устройств, находящихся там: телефоны, компьютеры, принтеры, видеоустройства и т.п. Следовательно, малые офисы также могут использовать PLC LAN системы. В обоих случаях исключается прокладка новых телекоммуникационных кабелей и, как результат, снижается стоимость новой сети.

Сейчас службы автоматизации становятся очень и очень популярными не только из-за применения в промышленном и коммерческом секторах с большим числом зданий, но также из-за применения их в частном домашнем секторе. Системы, предоставляющие услуги автоматизации (использующиеся в службах охранного наблюдения, контроля отопления, автоматического кон-

Наружняя низковольтная сеть

PLC- сеть доступа

Другие коммуникационные сети

Рис. 5. Структура домашней PLC-сети

троля освещения), связаны с большим числом конечных устройств, таких как сенсоры, камеры, электродвигатели, освещение, и т.п. Следовательно, домашняя PLC-технология видится разумным решением для реализации таких сетей с большим числом конечных устройств, главным образом в старых домах и зданиях, в которых нет подходящей внутренней инфраструктуры связи.

В структуре домашних PLC-сетей все устройства подключаются через PLC-модемы, как и абоненты PLC-сети доступа. Модемы подключаются напрямую в розетку электрических линий, которые имеются в наличии по всему дому. Таким образом, различные устройства связи могут подключаться к домашней сети повсюду, где присутствуют стеновые розетки. Домашние PLC-сети могут существовать как независимые сети, покрывающие только дом или здание. Однако исключают применение и контроль домашних PLC-услуг на дистанции. В то же время удаленный контроль домашних PLC-систем очень удобен для реализации различных систем автоматизации (охрана, управление энергетикой, наблюдение).

Связь в домашних PLC-сетях в WAN всегда подразумевает использование некоторого числа телекоммуникационных услуг, доступных через любую электрическую розетку в здании.

Домашние PLC-сети могут включаться в состав не только PLC-систем доступа, но также в сети доступа, реализованные на всех других технологиях связи. В первую очередь, сети доступа используются для энергоснабжения, и через них могут быть реализованы дополнительные измерительные услуги, например, удаленное снятие показаний электросчетчиков, позволяющее оценивать потребление с визуальным наблюдением, или управление электроэнергией, которое может комбинироваться с удобной структурой тарификации. Также домашние PLC-сети могут быть подключены к сетям доступа, предоставляемым различными сетевыми операторами. Таким образом, пользователи домашней сети могут также приносить доход телекоммуникационным компаниям.

В то же время существуют другие экономически эффективные системы связи для реализации широкополосного доступа домашних сетей. Беспроводные LAN (WLAN) системы, предлагающие скорость передачи данных до 20 Мб/с, уже представлены на рынке. К тому же, в отличие от домашних PLC, WLAN предоставляет мобильность пользователям телекоммуникационных услуг, таких как беспроводной телефон, и множество

удобств с различными переносными устройствами связи. На сегодняшний день WLAN с многочисленными улучшениями становятся дешевыми по исполнению, что препятствует распространению домашней PLC-технологии.

Технологии связи для распределенной PLC-сети

Низкая стоимость решений для реализации соединения между PLC-доступом и базовой сетью это обыкновенно доступные, широко распространенные системы связи. Некоторые преобразователи уже связаны в единую сеть через стандартные линии связи (медные линии). Изначально такие соединения предоставлялись для реализации функций удаленного управления и внутренней связи между центром контроля силовых сетей и обслуживающего персонала и оборудования. Однако они могут использоваться для соединения PLC-сети с основной при использовании DSL-технологии.

В течение последнего десятилетия многие энергетические службы реализованы с оптической сетью связи, протянутой вдоль силовых линий, которые также могут применяться для соединения с основной сетью. В этом случае сеть доступа включает в себя оптическую и PLC-сеть, которые подобны гибридному решению HFC-сети (комбинированная, коаксиально-оптическая сеть), в которой оптические распределительные сети подключают CATV-сеть доступа к WAN.

Применение такой технологии связи, как PLC-системы, зависит также от технических возможностей сетевого поставщика существующей PLC-сети доступа. Использование существующих систем связи, служб энергоснабжения или независимого сетевого провайдера – это всегда предпочтительное решение. В итоге можно перечислить возможные реализации соединения с центральной сетью:

1) использование существующей или новой кабельной или оптической сети;

2) реализация беспроводной распределенной сети, например WLL, спутниковая связь, и т.п.;

3) применение PLC-технологии в средневольтных питающих сетях.

Технологии связи, использующие распределенные PLC-сети, обеспечивают все предлагаемые в PLC-сетях доступа услуги. Также PLC-сеть не должна быть «узким местом» в общей структуре коммуникации между абонентами и основной сетью. Следовательно, применение основной

технологии предполагает различную емкость передачи (скорость передачи данных) и реализацию различного гарантированного QoS.

Управление PLC-сетями доступа

Эффективный контроль PLC-сетей доступа осуществляется или одним управляющим центром, или очень малым их числом. Однако PLC-сети доступа, относящиеся к сетевым или служебным провайдерам, могут существовать в географически больших районах или некоторое число PLC-сетей может распределяться в различных, географически раздельных регионах. Следовательно, важна оптимизация систем управления, которые используются для контроля множественных PLC-сетей доступа (рис. 6).

Управление PLC-сетями доступа заключается в конфигурировании и реконфигурировании ее элементов (базовых станций, модемов, повторителей и шлюзов) в зависимости от состояния сети. Управление может частично осуществляться в базовых станциях, шлюзах или в центрах управления, использующих функции удаленного контроля. Местное управление совершается автоматически, без участия управляющего персонала. Удаленное управление предоставляет автоматическое и ручное исполнение функций контроля.

Передача информации управления от сетей и к сетям доступа обеспечивается через распределенные PLC-сети, для избегания построения сложных систем управления связью. Эффективное решение управления – это перенос возможных многочисленных функций обслуживания на базовые станции и шлюзы, размещенные в сети доступа. Однако функция управления сетевыми PLC-элементами приводит к увеличению стоимости оборудования. Следовательно, распределение

функций управления между PLC-сетевыми эле-

ментами и центральным офисом – это также задача оптимизации.

В любом случае основная работа сети обеспечивается самими РЬС-сетевыми элементами, без любых действий центра управления. Оборудование устанавливается в низковольтных сетях единожды, и РЬС-сети имеют некоторое число процедур самоконтроля и самоконфигурирования без помощи обслуживающего персонала. РЬС-сети доступа могут экономически эффективно управляться, только если потребность в ручном сетевом контроле низкая, главным образом управление переносится в расположение сети.

Таким образом, в статье рассмотрена структура различных PLC-сетей доступа: узкополосных, широкополосных, домашних. Анализируются технологии связи и доступа для распределенных PLC-сетей.

ЛИТЕРАТУРА

1. H. Hrasnica, A. Haidine, R.Lehnert. Broadband Power-line Communications Networks, John Willey & Sons, 2004.

Поступила 12.06.2007г.

До 200 Мбит/с через розетку (передача информации по сетевым проводам)

До 200 Мбит/с через розетку (передача информации по сетевым проводам) До 200 Мбит/с через розетку
(передача информации по сетевым проводам)
При построении системы “Умный дом” важно обеспечить связь между отдельными элементами такой системы, а также между самой системой и удаленным пользователем. Для этого используются разные способы. Один из них – использование уже имеющейся в доме стандартной электропроводки.

     PowerLine Communications (PLC) – проводная технология, позволяющая использовать существующие сети переменного электрического тока в качестве среды для информационного обмена. Полезный сигнал для передачи цифровой информации представляет собой высокочастотную наводку на основном сигнале – несущей 50 Гц. Эта технология решает насущные проблемы, связанные с учетом потребления электроэнергии, управлением системой энергоснабжения, средствами телекоммуникаций, системами жизнеобеспечения зданий (лифты, вентиляция, сигнализации) и средствами домашней автоматики. В настоящее время на рынке представлено оборудование PLC для передачи данных, как по обычной бытовой электросети, так и по электрическим сетям среднего диапазона напряжений (от 1 до 60 кВ) и высоковольтным ЛЭП (свыше 60 кВ).
     С появлением новых версий технологий передачи информации связывается процесс переосмысления концепции домашней системы безопасности, включающей широкий спектр датчиков (пожарных, движения, разбития стекла и др.), подсистем мониторинга (в том числе камер слежения), средств пожаротушения и управления доступом к объектам. По ряду предварительных оценок, технические параметры таких решений охранных систем (в первую очередь, по критериям надежности и защищенности канала передачи) сравнимы или даже лучше, чем существующие беспроводные. Широкая распространенность электрических сетей, отсутствие необходимости проведения дорогостоящих работ, связанных с созданием траншей и колодцев, пробивкой стен и прокладкой кабелей, а также возможность формирования симметричных каналов связи стимулируют повышенный интерес к электрическим сетям как среде передачи данных.
     Эксперименты по передаче данных по электросети велись достаточно давно, но низкая скорость передачи и слабая помехозащищенность были наиболее узким местом данной технологии. Прогресс не стоит на месте, опробованные вначале в системах радиопередачи данных более сложные способы модуляции сигнала дали возможность качественно поднять пропускную способность и помехозащищенность. OFDM модуляция (Orthogonal Frequency Division Multiplexing) позволила значительно продвинуться вперед в реализации технологии PLC и обеспечивать работу на расстоянии до нескольких сотен метров в пределах одной трансформаторной подстанции. Выбранный диапазон частот для передачи по проводам электрической проводки (от 3 до 30 MГц) расщепляется на множество отдельных составляющих потоков с более низкой скоростью (реально используются 84 поднесущие частоты), причем каждый из них передается на отдельной частоте с автоматической канальной адаптацией и прямой коррекцией ошибок. На выходе из этих составляющих формируется суммарный результирующий сигнал.
     Устройство PLC осуществляет постоянный мониторинг канала передачи с целью выявления проблемного участка спектра, на котором превышен порог затухания. При его обнаружении использование соответствующих частот прекращается до восстановления нормального значения затухания. Интеллектуально выбираются каналы с более сильным сигналом. Доступные для устройств частoты могут быть исключены из списка задействованных не только в связи с их непригодностью из-за особенности среды передачи, но и в силу действующих на территории той или иной страны частотных ограничений.      Современные средства информационного обмена по электросетям позволяют предоставлять услуги:

высокоскоростной доступ в Интернет;

высокоскоростная телефонная связь, расширение и продление телефонных линий;

высококачественная трансляция телевизионных каналов.

     PLC-технологии привлекательны для энергетических компаний, открывают им путь на новые рынки, позволяют предлагать клиентам такие востребованные услуги, как Интернет, телефонию, тем более, что они уже имеют большое количество пользователей, развитую инфраструктуру для построения систем поддержки клиентов и ремонтные службы.
     На отечественном рынке уже представлен многотарифный счетчик “Меркурий 231 АТ” [1] для коммерческого учета активной электроэнергии в трех- или четырехпроводной сети переменного тока со встроенным интерфейсом PLC.
     Совсем недавно максимальная скорость передачи данных PLC-модема составляла 45 Мбит/с. Новый модем Sumitomo Electric Industries, Ltd. [2] обеспечивает высокоскоростной обмен до 200 Мбит/с. Этот продукт ориентирован, наряду с офисным, на домашнее применение. Информация передается в полосе частот 3…30 МГц. В настоящее время PLC-модемы не могут использоваться в самой Японии, частота для коммуникаций через сеть питания согласно законам ограничена 10-450 кГц, то есть модем может вносить помехи в работу радиостанций, вещающих на высоких частотах и ряда устройств беспроводной связи, но ожидается, что закон будет пересмотрен. Аналогичный продукт компании PIRELLI BROADBAND SOLUTIONS показан на рис. 1 и рис. 2. Он предназначен для установки Интернет соединения между двумя или группой сетевых устройств.  Рис. 1    Рис. 2

     Об уровнях передающих сигналов косвенно можно судить по технической характеристике индикатора поля электрической сети “Ратибор” [3], позволяющего выявить работу в помещении устройств постоянного действия, использующих для питания и передачи информации сеть 220 В, имеющий уровень входных сигналов 0,1…15 В в диапазоне частот индицируемых сигналов 5 кГц…30 МГц.
     Эксперименты по передаче энергии по одному проводу или разорванной однопроводной линии [4] возможно приведут к новым разработкам, о чем говорит закрытость доступа к их принципиальным схемам.
     В России об активности работ по передаче информации по электрической сети переменного тока можно судить по описаниям изобретений к патентам RU №2246136, №2247475, №2248506 и №2288507. Два последние опубликованы в бюллетене №33 27.11.2006, а все полные описания доступны в Интернете. Здесь, в частности, предлагается определять моменты перехода основной гармоники сетевого напряжения через ноль (структурная схема содержит компаратор) и в эти моменты формировать синхронизирующие импульсы для передачи информации. Хотя микроконтроллер (МК) АТ89С2051 содержит встроенный компаратор, в [5] автором применено определение момента перехода сетевого напряжения через уровень лог. “0” для стандартного входа МК на двух резисторах и светодиоде. Момент перехода напряжения через уровень лог. “0” служит опорным сигналом для запуска подпрограммы пропуска полуволны сетевого напряжения, что необходимо для уменьшения частоты вращения электродвигателя. Существуют отечественные разработки по передаче подобным способом побитной служебной информации на большие расстояния по линиям электропередач.
     ОАО “АНГСТРЕМ” (Зеленоград) представило новинку – микросхему КР1445ХК1 приемопередатчика (ПП) по сети переменного тока 110…380 В [6]. Скорость передачи может принимать одно из четырех возможных значений: 124; 248; 496; 992 бит/с, задается во время программирования приемопередатчика. В сетевом ПП используется помехозащищенное кодирование цифровой информации для исправления одиночных и обнаружения двойных ошибок, которые могут возникать из-за помех в сети. Назначение – система сбора информации, локальные сети передачи данных, централизованный контроль и управление электрооборудованием, охрана и сигнализация. Микросхема имеет стандартный 22-выводной DIP-корпус 2108.22. Напряжение питания 3…5,5 В. Чувствительность приемника по входу 15 мВ.
     Передача информации осуществляется с помощью частотной манипуляции сигнала – лог. “1” и лог.”0″ передаются разными частотами, незначительно отличающимися от центральной в большую и меньшую сторону (центральная частота может быть 66,66; 100 или 133,33 кГц). Сигнал передается в линию через развязывающий трансформатор. Простейшая схема включения приведена на рис. 3. Буферный каскад предназначен для согласования высокого выходного сопротивления микросхемы с низким входным сопротивлением линии и для фильтрации переменного напряжения 50 Гц при приеме. Приемник постоянно анализирует данные, приходящие на вход. Если приходит код слова синхронизации, а за ним код адреса, который совпадает с собственным адресом (или с общим адресом = 10111001), то следующие за ними 2 байта информации считаются предназначенными данному ПП.

Рис. 3

      Источники информации
      1.http://www.rit35.com.ua/m231at.php.
      2.http://www.sei.co.jp/products e/info/index.html#12.
      3.http://stb-ratibor.kiev.ua/elect.htm.
      4.http://kosinov.314159.ru/kosinov31.htm.
      5.Мельник В. 3-х фазный двигатель в однофазной сети//Радиомир. – 2004. – №10. – С.19.
      6.http://www.gaw.ru/doc/angstrem/kr1446xk1.pdf.

meet beautiful russian brides

Ethernet, через электрическую сеть, удобно и современно

Ethernet подключения, для всех домашних гаджетов.

Однако, решения подключения бывают разные, но самый интересный, через электрическую сеть.

Одно из таких устройств это сетевой мини адаптер ZyXEL PLA5206.

Ethernet адаптер ZyXEL использует для передачи данных обычную бытовую электропроводку. И предоставляет полную свободу размещения сетевых устройств в пределах собственного или арендуемого помещения.

О главном.

Замечу, что любая электрическая розетка становится точкой доступа в Интернет и локальную сеть.

Однако, используемая технология PowerLine способна обеспечивать передачу данных ТОЛЬКО в рамках ОДНОЙ фазы. Но больше и не надо!

Адаптер Zyxel PLA5206 поддерживает скорость передачи до 1000 Mbps и позволяет организовать надежное соединение на расстояниях до 300 м.

Стоит учитывать.

Электросеть на таком расстоянии уже часто выходит за пределы владений обладателя адаптера и информация может стать доступной третьим лицам.

Чтобы такого не произошло, все данные шифруются по алгоритму AES с ключом 128-битной длины. Кнопка Reset/Encrypt на корпусе устройства позволяет сбрасывать настройки к заводским. И инициализировать соединение с другим адаптером Powerline.

И светодиодный индикатор будет сообщать о скорости соединения.

С помощью этого устройства вы можете быстро создать или расширить свою сеть.

Замечу, без прокладки каких-либо кабелей и сверления стен.

Более того, данное решение позволяет соединить игровые приставки, жесткие диски NAS и другие сетевые устройства, находящиеся в разных комнатах и даже на разных этажах.

Поддерживает расширенную технологию HomePlug AV, благодаря чему обеспечивает стабильную и высокую скорость передачи данных.

Эти адаптеры специально спроектированы для передачи видео высокой четкости. Как для качественной сети, так для видео и игровых приставок.

Чем лучше остальных способов передачи данных?

1. Отсутствие кабелей (электросеть у вас уже проведена)
2. Мобильность – можно подключить в любую ближайшую розетку вашей электропроводки просто воткнув в розетку.
3. Довольно большая помехоустойчивость и стабильность передачи данных в отличии от WI-FI.

*Обрати Внимание!

Если вам интересен сайт, пожалуйста, внесите домен aspekti.eu в список исключений блокировщика. У нас только хорошая реклама от Google. Этим вы поможете СУЩЕСТВОВАНИЮ сайта. Спасибо за понимание!

*МОЖЕТ ПРИГОДИТСЯ!

Сетевые мини адаптера используют для связи обычную домашнюю электропроводку, при этом любая электрическая розетка становится точкой доступа в Интернет и локальную сеть. Единственное ограничение – это чтоб по пути сети не было трансформаторов и плохих контактов.

Адаптеры соответствуют требованиям стандартов HomePlug AV2, IEEE 1901 и HomePlug AV.

Как подключается?

Просто воткните в розетку и подключите короткий Ethernet кабель к компьютеру, роутеру или тому подобному, а во второй адаптер вставленный в розетку тоже Ethernet кабель, но подключенный к ТВ, компьютеру, свитчу, двумя словами… вариантов много!

Есть даже автоматический режим энергосбережения, если в течение минуты нет активности в линии Ethernet. Давольно продуманная особенность!

Технические характеристики.

Скорость передачи данных
Прием / передача: до 1000 Мбит /с
Совместимость с HomePlug AV2 *, IEEE 1901 и HomePlug AV
Методы доступа
CSMA / CA-канал схемы доступа.
Максимум Дальность связи до 300 метров через обычную электрическую сеть.
Режим экономии энергии.
Без Ethernet ссылке или из использования сети за 60 секунд.
Безопасность.
128-битное AES шифрование.
Качество обслуживания (QoS).
ГС.
Поддержка до 4-х уровневая Тип QoS.
Полоса частот.
2 МГц до 68 МГц.

Поддержка динамической соседним сетям.

IGMP.
IGMP v1/v2/v3.
Системные требования.
Операционной системы, независимой:
Ethernet: RJ-45.
Utility Software ОС:.
Microsoft Windows XP/Vista/7/8.
Аппаратные характеристики.
Ethernet интерфейс: один 10/100/1000 Mbps RJ-45 с автоматическим определением полярности MDI / MDIX Поддержка.
Светодиодные индикаторы:
Включение / выключение питания.
Powerline качества сети:.
— Зеленый: Лучшая; Янтарный: лучше; Красный: Хорошо.
Ethernet Link / Activity.
Кнопка: Шифрование / Сброс.
Напряжение: от 100 до 240 В переменного тока, 50/60 Гц.
Потребляемая мощность:
Полное управление: 4.5 Вт Макс.
Энергосберегающий режим: 0, 5 Вт Макс.

Штекера:

ЕС Тип: Два контакта для ЕС 220 В
США Тип: Два контакта для США 120 В
Великобритания Тип: три контакта для Великобритании 240
Физические характеристики
Размеры (ШхГхВ): 61 х 23 х 32 мм
Вес: 100 г
Требования к окружающей среде
Операционная среда
Температура: от 0 ° C до 40 ° C
Влажность: от 10% до 90% (без конденсации).
Сертификация
Безопасность: CE-LVD
EMC: CE, FCC
Plug-и-Play для подключения смарт-телевизоров и игровых консолей.
Домашняя сеть со скоростью 1000 Мбит/с по электропроводке – Powerline PLA5206 от Zyxel.

Видали и в продаже: http://www.amazon.co.uk/PLA5206-Powerline-Gigabit-Ethernet-Adapter/dp/B00OB2D5XC

Конечно есть и всем знакомые альтернативы, например:

Миниатюрный USB Wi-Fi адаптер Dreambox – это оригинальное решение для подключения ресивера к беспроводной сети.

Ну и конечно роутер (также часто называемый маршрутизатором) обеспечивает соединение всех устройств в единую домашнюю локальную сеть и обеспечение ее подключения к интернету.

Варианты подключения к интернету могут быть разные. Например через Ethernet , через Wi-Fi или 3G/4G модем, по технологии ADSL через телефон или через кабельный модем

Или возможен и такой роутер d-link di-604

Все с роутером или маршрутизатором ясно, но бывают случая, даже, не приятность… не могу зайти в сеть, тогда почитай эту статью и может решить проблему будет легко.

Однако, я купил другое изделие, оцени.

Удачи, Друзья!

*Обрати Внимание!

Статьи к чтению, концентрация ресиверов и приставок!

Отдельно, рекомендую видео, про то что мы любим.

Power-line communication. Часть 1 — Основы передачи данных по линиям электропередач / Блог компании Directum / Хабр

Не так давно передо мной встала нетривиальная задачка — собрать устройство, которое могло бы по линиям электропередач (0,4 кВ), в сетях обычных бытовых потребителей, передавать некоторую информацию, а точнее — показания электросчетчиков.

Перед началом работы над созданием этого устройства, я мало понимал в цифровой обработке сигналов и в том, как работают компьютерные сети на физическом уровне. Нужно было быстро погрузиться в вопрос и выстроить план по созданию рабочего прототипа.
В процессе изучения я нашел очень много специализированной литературы по электронике, микроконтроллерам и цифровой обработке сигналов, которая очень помогла мне в этом. Но в самом начале пути для выбора направлений изучения мне бы пригодились обзорные статьи вроде этой.

Дальнейший материал — это выжимка из профессионального опыта в том виде, в котором я бы хотел это рассказать самому себе из прошлого. Многие факты сильно упрощены для лучшей читаемости.

Начнём с абстракций. Представим, что нужно передать порцию информации от одного человека другому. На изображении: красный человечек — это передатчик, а синий — приёмник.

Для передачи информации будем использовать голос. Информация — это какой-то текст в нашей голове. Текст можно разбить на буквы и каждую букву представить в виде звукового сигнала. Таким образом можно кодировать каждую букву каким-то соответствующим звуковым сигналом.

Проводник

Звук, как известно, распространяется в виде волн — колебаний плотности воздуха или иной среды. В нашем случае средой для распространения сигнала служит воздух. От красного человечка звуковые волны по воздуху распространяются во все стороны.

Полезный сигнал

К счастью, информацию из нашей головы мы не можем мысленно передать напрямую в голову собеседнику. Поэтому буквы из нашей головы на “аппаратном уровне” мы преобразуем (кодируем) в звуковые сигналы (наборы звуковых волн). Будем называть это “полезным сигналом”.
Важно: каждая буква кодируется устойчивым набором звуковых волн. Из этих волн мы можем распознать определенную букву (если мы ее знаем, конечно же). Происходит преобразование из буквы в звук и обратно из звука в букву.

Шум

Шум — это такой же сигнал, но он не несёт в себе полезной информации. Шум искажает полезный сигнал и уменьшает дальность уверенного приема. Это может быть толпа людей, громко говорящих о чем-то своем, а может быть даже эхо или другие посторонние звуки, которые смешиваются с полезным сигналом. Шум обычно мешает прохождению полезного сигнала до приемника.

Протокол

В таком виде сигнал доходит до приемника. Приёмник из набора звуковых волн узнаёт (декодирует) буквы и собирает из них слова. Если ему кажется, что это бессмысленный набор звуков, то он их отбрасывает либо пытается восстановить исходный сигнал по сложному алгоритму. Отчасти, из-за этого мы иногда сначала переспрашиваем “Что?”, а уже потом понимаем, что всё расслышали.

Протокол — это, по сути, набор правил и алгоритмов, по которым мы из полезного сигнала сможем вычленить информацию. В данном примере это наш язык, на котором мы общаемся с собеседником. По нему мы узнаем смысл переданных звуков. Всё это происходит неосознанно можно сказать “на аппаратном уровне”.

Всё описанное выше в очень упрощенном виде показывает, как работает передача данных не только между людьми, но и между электронными устройствами. Только физическим воздействием у них будет, например, электрическое напряжение, а проводником — медный кабель. Информация, хранящаяся в устройстве, может быть передана с помощью различных физических сред передачи и протоколов, но суть примерно одна и та же: проводник, физическое воздействие, протокол.

Далее мы по шагам разберемся, как передавать данные по линиям электропередач, и по ходу дела придумаем свой

~~велосипед~~

протокол. Основные идеи из открытого промышленного стандарта X10.

Чтобы использовать линии электропередач в качестве канала связи, нужно понять, как они устроены, и какие физические процессы в них происходят.
Взглянем на схему доставки электроэнергии от подстанции до жилых домов. Электрические сети трехфазные, и от подстанции идут три “фазы” (A, B и С), которые электрически изолированы друг от друга.

Для простоты условимся, что каждая фаза — это отдельный канал связи. Устройства, подключенные к разным фазам, не слышат друг друга.

Сейчас на рынке есть устройства, которые умеют общаться между фазами, для них вся подстанция — это один канал связи. Но пока для понимания это не играет особой роли.

Далее на схемах будем рассматривать только фазу «А» (в других всё аналогично).

При подключении нескольких приемо-передающих устройств к одной фазе образуется сетевая топология типа “общая шина”. Сигнал, отправленный одним из устройств, получат все остальные устройства, находящиеся в пределах распространения сигнала.

Проводник

Подробнее изучим среду передачи сигнала. Для этого рассмотрим, в каком виде передается электрическая энергия, и узнаем, как через этот поток мы можем передать свой полезный сигнал.

Электроэнергия передается в виде переменного тока. Проводниками обычно выступают алюминиевый или медный кабели. Напряжение в электрической сети имеет форму синусоиды с периодом 20 миллисекунд (частота 50 Гц).

Так как ток переменный, он периодически меняет направление «течения», и в момент смены направления мощность практически не передается (если не учитывать сдвиг из-за сильной емкостной или индуктивной нагрузки). Наступают мгновения затишья. Это называется «zero cross» (далее

) — момент, в который напряжение равно нулю.

В этот момент в сети также наблюдается наименьший уровень шума. Это самый благоприятный момент для генерации полезного сигнала.

В электрической сети с частотой 50 Гц (как в России) момент ZC происходит 100 раз в секунду. И если передавать по одному символу за один переход через ноль, то скорость соединения будет равна 100 бод. Скорость передачи в байтах уже зависит от формата кадра, от того, сколько служебных бит, помимо самих данных, будет в кадре (о формате кадров ниже по тексту).

Синхронизация

Еще один немаловажный момент — это синхронизация момента передачи и приема между устройствами.

Для нашего нового протокола будем использовать “синхронную передачу данных”, так как это проще в реализации.

Передатчику нужно знать, в какой конкретный момент надо включить ЦАП для генерации сигнала. Приемнику нужно понимать в какой конкретный момент надо включить АЦП для измерения и оцифровки входящего сигнала. Для этого кто-то должен подавать сигнал процессору.

Этим будет заниматься отдельная часть схемы устройства «Zero Cross Detector». Он просто дожидается, когда напряжение на линии будет 0 вольт, и подает об этом сигнал. В сетях с частотой 50 Гц, сигнал будет приходить каждые 10 миллисекунд.

Электрическое напряжение распространяется со скоростью света, и поэтому можем условно принять, что момент

во всех точках сети происходит одновременно.

В интернете можно найти примеры схем детектора под названиями «Детектора нуля» или «Zero Cross Detector».

Полезный сигнал

Существуют различные варианты кодирования информации для передачи по

ЛЭП

. Мы будем использовать узкополосную передачу с частотной манипуляцией, т.к. она проще для понимания и надежнее. Минусом является низкая скорость передачи данных, но для нас это пока не играет особой роли.

Полезный сигнал — это обычная синусоида фиксированной амплитуды. Изменяется только частота сигнала. Выберем пару частот и скажем, что сигнал с одной частотой — это “0”, а сигнал с другой частотой – это “1”.

Другой вариант: как в стандарте «X10», наличие сигнала означает «1», а его отсутствие «0».

Примечание. Частоты полезного сигнала порядка 35-91 кГц. Вся нижняя составляющая сигнала (50 Гц и гармоники) отсекается на входе в устройство. Всё что остается — это высокочастотный шум перемешанный с полезным сигналом.

Физически этот сигнал можно генерировать с помощью модуля

ЦАП

, который есть почти в любом современном микроконтроллере. На вход

ЦАП

принимает программным путем цифры (уровень сигнала), а на выходе выдает соответствующий этой цифре уровень напряжения. Таким нехитрым образом можно по таймеру подавать в модуль

ЦАП

массив чисел, а на выходе получать синусоиду с нужной нам частотой.

Подробнее о том, как эффективно генерировать синусоидальный сигнал, расскажу в следующей статье.

Шум

ЛЭП

изначально присутствует довольно мощный сигнал – это передаваемая электрическая энергия от подстанции до жилых домов. И при нагрузке появляется большое количество шума на широкой полосе частот. Бытовая техника, блок питания компьютера, зарядные устройства — они испускают широкий спектр частот в электрическую сеть.

Для понимания, сравним выделенную линию передачи данных с ЛЭП.

Выделенная линия — это отдельный провод, по которому общается некоторое количество устройств. Можно сравнить с пустой комнатой, в которой можно комфортно общаться.

А ЛЭП можно сравнить с коридором, в котором проводят работы перфоратором, и по середине едет поезд (очень шумно). В этих условиях передать информацию сложно, но реально.

Протокол

Кодирование очень простое — выбираем несколько символов и ставим в соответствие каждому какую-либо частоту сигнала. Для простоты сделаем три символа:

“Start” — по этому символу устройство поймёт, что началась передача кадра;
“0” — это символ бита 0;
“1” — это символ бита 1.

Передатчик по сигналу из

детектора на короткое время генерирует синусоиду нужной частоты. И таким образом передается по одному символу («S», «0» или «1») за один переход напряжения сети через ноль (каждые 10 миллисекунд). Приемники измеряют этот сигнал, узнают его частоту и записывают соответствующий этой частоте символ («S», «0» или «1») в буфер.

Теперь мы умеем сообщать о начале кадра и передавать некоторый набор единиц и нулей. Далее из них будем складывать слова или «кадры». Целостные порции информации.

Формат кадра

Нужно ещё придумать формат кадра, который мы будет передавать с помощью этих символов. Есть несколько важных моментов, которые отразятся на формате данных: длина кадра, адресация, проверка целостности.

Длина кадра
Чем больше порция данных, тем меньше накладных расходов на передачу данных, так как помимо самих данных в кадре есть служебная информация вроде контрольной суммы и адреса назначения. Но чем меньше порция данных, тем больше вероятность успешной передачи. Тут важно найти золотую середину. Определяется это обычно опытным путем. Если взять пример из компьютерных сетей, то в Ethernet кадре было выбрано ограничение в 1500 байт данных (несмотря на то, что эта цифра быстро устарела, она используется до сих пор).

При сильном увеличении длины кадра, вероятность передать хоть какие-то данные стремится к нулю.

Адресация
Нужно ещё не забыть, что у нас топология сети “общая шина”. Информацию, отправляемую в эту шину, будут получать все устройства. И чтобы общение у них хоть как-то заладилось, у них должны быть адреса.

Адрес добавим в самое начало кадра, чтобы принимающая сторона, для которой не предназначены эти данные, не тратила время на прослушивание и ожидание всего кадра, так мы немного освободим процессор от бесполезной работы.

Длина адреса выбирается исходя из максимального количества устройств, которые могут одновременно находится в одной области видимости. Например, 8 бит — это максимум 255 устройств (если 0 оставить как широковещательный).

Проверка целостности
При передаче информации по ЛЭП очень большая вероятность потерять часть данных. Поэтому обязательно должна быть проверка целостности. Для этих целей в кадр добавляется “концевик”. Это некоторая избыточная информация, с помощью которой приёмник сможет убедиться в том, что данные не искажены.

Придумаем окончательный вид кадра. Пусть длина адреса будет 8 бит (255 устройств в канале + 1 широковещательный адрес). Затем идут данные 8 бит (1 байт).

Концевиком у нас будет просто результат сложения адреса и байта. Но есть один нюанс: устройство может стабильно ловить сильный шум на частоте наших символов «0» или «1» и думать, что это полезный сигнал. И есть большая вероятность ложно считывать крайние значения типа «0x00» или «0xFF». Для защиты от этого, при подсчете концевика, просто будем прибавлять число «42».

Примерно так будет выглядеть один кадр данных: отправляем число «110» на устройство с адресом «17», концевик «169» (110 + 17 + 42).

Целый кадр будем собирать по кусочку из приходящих символов «0» и «1» после символа «Start».

Опишем алгоритм приема кадра.

Изначально устройство находится в ожидании символа «Start». Буфер отключен, в него ничего не пишем.
Когда пришёл символ «Start», для удобства очищаем буфер приема и запускаем счетчик бит (по счетчику бит будем определять целый кадр).

Каждый следующий символ («0» или «1») последовательно пишем в буфер приема и инкрементируем счетчик бит.

Когда соберется нужное количество бит (полный кадр), проверяем целостность. Выделяем из кадра «Адрес» и «Данные». Подсчитываем по алгоритму «Концевик» и сравниваем с тем, что в кадре.

Если значения сошлись, извлекаем из кадра

данные

и отправляем в вышестоящий протокол.

Если значения не сошлись, продолжаем ждать символ «Start». И всё заново.

Примерно таким образом мы можем медленно, но верно передавать байт за байтом от одного устройства другому. Приемник будет складывать эти байты в приемный буфер протокола на уровень выше физического и там уже будет решать, что делать: выполнить входящую команду или вернуть какие-то данные в ответ.

В этой статье я постарался общим и понятным языком ввести читателя в тему передачи данных по линиям электропередач. Надеюсь, кому-то это информация пригодится, возможно, не только в области

PLC

В следующей части хотелось бы рассказать про алгоритм быстрой генерации синуса, который я применял. И о том, как из массива чисел оцифрованного сигнала узнать его частоту (ДПФ). Немного расскажу про железки для всего этого.

Возможно кто-то в комментариях подкинет ещё идей. Буду рад обратной связи!

Ссылки и материалы по теме:

Передача электрических данных – IGCSE Computer Science

Введение в передачу электрических данных

Исследования того, как использовать электрические токи для отправки данных, начались в начале 1800-х годов, однако только в 1844 году первое правильное сообщение было отправлено по электрическим проводам. Сэмюэл Морс и его сотрудники успешно отправили сообщение из Вашингтона в Балтимор.

Сообщение было закодировано с использованием азбуки Морзе, и в сообщении просто говорилось: «Что гневил Бог».

Устройство, используемое для отправки сообщения, было телеграфным аппаратом, простым устройством, в котором, когда вы нажимаете уровень, он замыкает цепь; на другом конце кабеля электромагнит, соединенный с карандашом, наносит серию точек и штрихов на движущийся лист бумаги.

Со временем операторы научились свободно владеть азбукой Морзе, и писчая машина больше не требовалась – операторы могли понимать звуковые сигналы точек и тире и могли переводить код в реальном времени, когда он передавался по проводам.

Ретрансляторные станции

Повторитель телеграфа. Источник: Википедия

Одна из проблем с использованием электричества заключалась в том, что сигнал ухудшался с увеличением расстояния до тех пор, пока его нельзя было расшифровать. Чтобы решить эту проблему, каждые несколько километров устанавливались ретрансляторы сигналов, чтобы усилить сигнал до полной мощности.

Телеграфные сети

Вскоре телеграфные линии начали распространяться по США, и сеть была проложена по всей стране.Для отправки сообщений в Европу были проложены гигантские подводные кабели длиной в тысячи миль.

Прокладка атлантического телеграфного кабеля 1858

Телефон

В течение века исследования в области электросвязи продолжались, и в 1876 году Александр Грэм Белл сделал первый в мире телефонный звонок.

Компьютерные сети

С изобретением современных компьютеров в начале 20 века исследования были направлены на электронную передачу данных между компьютерами.В 1969 году была включена первая в мире сеть с коммутацией пакетов – ARPANet, и были заложены первые основы современных сетей.

Кабели витой пары

Одна из проблем при отправке данных с использованием двух медных кабелей заключается в том, что электрические кабели создают магнитные поля, которые вызывают помехи, ухудшая качество передаваемого сигнала. Александр Грэм Белл обнаружил, что эти помехи можно уменьшить, скручивая кабели друг вокруг друга. Это означало, что в среднем по всей длине кабеля кабели имели одну и ту же ось, а магнитные поля в значительной степени компенсировали друг друга.

Источник: Spinningspark в Википедии

Коаксиальные кабели

Хотя скручивание кабелей в значительной степени уменьшало магнитные помехи, на больших расстояниях помехи все еще оставались проблемой, и это ограничивало частоту передачи и, следовательно, объем передачи данных. Эта проблема была преодолена в 1929 году Германом Аффелем, который обнаружил, что если вы создаете кабель, в котором один сплошной кабель проходит внутри другого полого кабеля, два кабеля имеют одну и ту же ось по всей длине кабеля.- отсюда и термин коаксиальный кабель (одна ось).

Первые компьютерные сети использовали коаксиальные кабели для передачи данных между компьютерами и между сетями.

Источник: Википедия

Кабели Ethernet

Хотя коаксиальные кабели обеспечивали высокую скорость передачи на большие расстояния, у них было несколько проблем:

Сложно было добавить новые компьютеры в сети
Кабели были большими, и их трудно было разместить на рабочем месте.
При отправке высокоскоростных дуплексных данных возникли проблемы

Источник: Oyuhain @ Wikipedia

В 1973 году команда корпорации Xerox изобрела Ethernet, комбинацию кабелей витой пары со специальными переходниками на обоих концах – разъемами RJ45. Это позволяет разрабатывать простые в использовании и простые в обслуживании сетевые устройства, работающие по принципу «включай и работай», для которых не требовались какие-либо специальные инструменты для установки или добавления новых устройств. Хотя технически он медленнее, чем коаксиальные кабели, и ограничен максимальной длиной 100 м, Ethernet вскоре стал де-факто мировым стандартом для домашних и офисных сетей.

Кабели Ethernet

быстро и легко подключаются к сетевым устройствам

Цифровая передача сигналов

– обзор

12.4.2 Позиционеры

Позиционеры сейчас не считаются универсальным решением многих проблем. Фактически, в некоторых схемах управления установка позиционера может быть вредной. Хотя использование позиционеров в медленных системах является преимуществом, это может быть недостатком в случае контуров управления с коротким временем сброса. Лучшее решение – правильно выбрать размер привода и пружины и обеспечить правильную работу клапана без использования позиционера.

Однако следует рассмотреть возможность использования позиционера для:

•: систем с раздельным диапазоном, где контроллер управляет более чем одним клапаном; хотя сейчас предпочтительнее разделить выходной сигнал контроллера электронным способом, см. раздел 12.4.5, и управлять каждым клапаном в диапазоне с помощью сигнала полного диапазона из диспетчерской.
•: клапаны, у которых рабочее давление привода превышает давление управляющего сигнала, более высокие давления в приводе используются для обеспечения достаточной силы для обеспечения правильного движения клапана, часто используемый диапазон – 0.От 4 до 2,0 бар изб., От 6 до 29 фунтов на кв. Дюйм, ман. максимально быстрая реакция в системах с длинными пневматическими сигнальными линиями между клапаном и регулятором. В этом случае было бы лучше использовать электрическую аналоговую или цифровую передачу сигнала
•: , где контур управления медленно реагирует на изменения положения клапана, и поэтому требуется очень точное позиционирование

Позиционер также должен быть рассматривается для относительно медленных систем, таких как смешивание / разделение, контроль уровня и температуры, когда объем и масса обрабатываемых жидкостей велики по сравнению с воздействием процесса.

Позиционер клапана представляет собой механизм обратной связи. Это позволяет позиционировать клапаны точно в соответствии с выходным сигналом контроллера при наличии серьезных возмущений, вызванных несбалансированными силами, действующими на шток клапана, изменениями температуры привода и т. Д. Даже относительно небольшой привод, который в противном случае пришлось бы настраивать на недопустимую степень, может точно перемещаться, когда позиционер клапана используется для сигнализации положения клапана. Позиционеры принимают пневматический управляющий сигнал между 0.21 и 1,03 бар изб. Давление подаваемого воздуха должно быть как минимум на 0,4 бара выше максимального выходного давления, а входное давление до 6 бар изб. Является стандартным. Давление на выходе позиционера к приводу будет регулироваться от 0% до номинального 100% давления питания. Гистерезис позиционера не должен превышать 0,5%.

На рисунке 12.32 схематично показано расположение стандартного сильфонного позиционера, установленного на мембранном приводе.

Рисунок 12.32. Схема расположения сильфонного позиционера

Обычно корпус позиционера прикрепляется к бугелю привода, как показано на рисунке 12.33.

Рисунок 12.33. Позиционер с сильфоном, установленный на мембранном приводе

Позиционер определяет перемещение плунжера клапана с помощью рычага, который соединен со штоком между плунжером и приводом, см. Рисунок 12.34. Сигнал от контроллера от 0,21 до 1,03 бар изб. Передается на сильфон позиционера через соединение с прибором. Сильфон расширяется по мере увеличения давления входного сигнала, в то время как внутренняя пружина растяжения пытается ограничить движение. Сжатый воздух из линии подачи воздуха питает реле там, где он встречается с тримом релейного клапана и небольшой дроссельной заслонкой.Затем воздух проходит в камеру, которая полностью закрыта диафрагмой, за исключением выпускного сопла в атмосферу. Это сопло остается открытым, если балка и заслонка в сборе расположены в средней точке его хода.

Рисунок 12.34. Схематическое расположение позиционера сильфона, установленного на мембранном приводе

Перемещение узла балки и заслонки вправо или влево зависит от настройки входного сигнала сильфона и положения клапана. Если, например, блок балки и заслонки перемещается влево посредством позиционного кулачка или сильфона управляющего сигнала, сопло будет сужено, и через ограничитель будет проходить больше воздуха, чем через сопло, что приведет к увеличению давления в диафрагменная камера.Трим релейного клапана прижимается влево, закрывая выпускной канал и открывая линию нагнетательного давления к верхней части мембраны привода.

Повышенное давление толкает привод вниз, тем самым перемещая кулачковый рычаг, заставляя кулачок вращаться. Это позволяет балке и заслонке перемещаться от сопла, создавая таким образом сбалансированную ситуацию, когда сопло выпускает равное количество воздуха, подаваемого ограничителем. Затем трим релейного клапана принимает сбалансированное положение, закрывая как подачу нового воздуха к верхней части мембраны привода, так и выпускной канал от верхней части привода в атмосферу.

Теперь клапан сбалансирован и остается в положении, определяемом входным сигналом. Если управляющее давление в сильфоне уменьшается, тогда узел балки и заслонки отодвигается от сопла, вызывая падение давления в камере диафрагмы. Выпускной канал открывается и выходит воздух. Давление в верхней части привода уменьшается, т.е. давление на мембрану меньше, в результате чего пружина привода заставляет шток клапана перемещаться вверх. Кулачок следует за движением, заставляя отверстие сопла совпадать с отверстием ограничения.Реле находится в балансе, и клапан принимает положение, определяемое входным сигналом. Воздух не выходит из верхней части привода. Теперь клапан снова готов к приему нового управляющего сигнала через вход сильфона. Кулачок можно «охарактеризовать», то есть изменить профиль, чтобы отрегулировать характеристики потока клапана.

Позиционер обычно снабжен манометрами, см. Рисунки 12.35 и 12.36. На датчиках указано:

Рисунок 12.35. Внутреннее устройство позиционера и манометры

Рисунок 12.36. Манометры и соединения позиционера

•: давление подаваемого воздуха
•: входное давление сигнала от контроллера
•: сигнальное давление на мембрану

Позиционер может быть оснащен перепускными клапанами, которые позволяют передавать выходной сигнал контроллера непосредственно на мембрану привода.

ПРИМЕЧАНИЕ: Опасно использовать позиционеры, оборудованные перепускными клапанами, в сочетании с регулирующими клапанами, работающими в устройствах с разделенным диапазоном, или когда давление на мембране выше, чем давление сигнала контроллера.Поэтому использование перепускных клапанов в таких системах не рекомендуется, и их следует удалить, если таковые имеются, до ввода клапанов в эксплуатацию.

На рисунке 12.37 схематично показано расположение позиционера, подключенного к поршневому цилиндру. Сигнал давления воздуха КИП от контроллера, от 0,21 до 1,03 бар изб., От 3 до 15 фунтов на кв. Дюйм, действует на сильфон позиционера. Сильфон имеет тенденцию расширяться по мере увеличения сигнального давления и поворота коленчатого рычага вокруг оси.

Рисунок 12.37. Схематическое расположение позиционера для поршневого привода

Это приводит к закрытию релейного сопла А и открыванию релейного сопла В. Это вызывает:

•: давление в реле А, которое нагнетает давление воздуха. над поршнем увеличить; давление в верхнем цилиндре
•: давление, которое должно уменьшиться в реле B, что вызывает соответствующее снижение давления воздуха под поршнем; давление в нижнем цилиндре

Этот «дисбаланс» заставляет поршень двигаться вниз в цилиндре до тех пор, пока плунжер клапана не будет правильно расположен по отношению к входному воздушному сигналу, передаваемому от контроллера.Движение поршня передается обратно на коленчатый рычаг через «пружину диапазона», нижняя часть которой прикреплена к верхнему концу штока поршня. Когда осевое усилие, создаваемое пружиной диапазона, уравновешивает усилие сильфона управляющего сигнала, давления в обоих реле A и B выравниваются, и поршень останавливается.

Поршневые приводы могут поставляться для открытия или закрытия клапана по мере увеличения давления управляющего сигнала. Это достигается путем изменения положения сильфона, как показано на рисунке 12.37.

Позиционеры для поршневых приводов могут быть встроены «в линию» на конце цилиндра, как схематично показано на рисунке 12.38.

Рисунок 12.38. Встроенный позиционер для поршневого привода

Позиционеры могут быть установлены на поворотные клапаны с пневматическим приводом. Позиционер устанавливается на самом шпинделе клапана, как показано на рисунке 12.39. Это устройство намного проще, чем более ранние схемы, для которых требовался привод особой конструкции. Основное различие между двумя вариантами заключается в том, что для привода цилиндра требуется двойное реле, и воздух должен подаваться как над поршнем, так и под ним.Рисунок 12.40 наглядно демонстрирует принцип работы.

Рисунок 12.39. Привод с подвижной диафрагмой, установленный на эксцентриковом плунжерном клапане

Рисунок 12.40. Схема расположения позиционера для поворотных клапанов

Если колебания давления на выходе контроллера небольшие, то золотниковый клапан, подающий воздух в цилиндр, будет оставаться статичным. Изменение давления будет передаваться непосредственно на вращающуюся диафрагму. Если изменение выходной мощности велико, то золотниковый клапан будет либо впускать, либо выпускать воздух по мере необходимости и вызывать быстрое движение диафрагмы.Обратная связь по положению клапана обеспечивается характерным кулачком, прикрепленным к шпинделю клапана, и пружиной обратной связи. Входной сигнал уменьшения заставляет модуль сигнала выпускать воздух через выпускное отверстие и вызывает обратную последовательность событий во всей системе. Мембранный привод принимает новое положение, соответствующее величине сигнала от контроллера.

Пневматические приводы могут быть выполнены с возможностью управления «разделенным диапазоном», что позволяет получить полный ход клапана, используя только часть 0.Диапазон давления управляющего сигнала от 21 до 1,03 бар изб. Это позволяет управлять несколькими клапанами одним и тем же контроллером. Позиционеры клапана могут использоваться для обеспечения работы регулирующих клапанов с разделенным диапазоном. Типичное применение – паровой диапазон, показанный на рисунке 12.41. Когда система находится в равновесии, количество пара, входящего в диапазон в точке A, достаточно для поддержания постоянного давления в диапазоне. Если потребность в паре в точке B превышает подачу, давление в диапазоне будет уменьшаться. Это воспринимается контроллером давления обратного действия, PIC, таким образом, что его выходной сигнал начинает увеличиваться.В результате через клапан 1 в турбину с противодавлением будет поступать больше пара. Если нет других ограничений, это может продолжаться до тех пор, пока не будет достигнут предел ее пропускной способности. Если этого недостаточно для поддержания давления в диапазоне, дополнительный пар поступает непосредственно из котла через клапан 2.

Рисунок 12.41. Управление разделенным диапазоном диапазона пара

И наоборот, если предложение превышает спрос, поток в турбину с противодавлением дросселируется, и, если этого недостаточно для восстановления давления диапазона до его заданного значения, клапан 3 открывается, чтобы пропустить избыток. пар в конденсатор.Когда спрос уменьшается, последовательность меняется на обратную. Клапан 2 начинает поэтапно закрываться. Когда он закрыт, клапан 1 начинает закрываться до тех пор, пока система снова не будет уравновешена с сигналом к клапанам около 0,5 бар изб., 8 фунтов на кв. Дюйм. Если потребность в дальнейшем снижается, выходной сигнал начинает падать ниже 0,5 бар изб., Клапан 3 начинает поэтапно открываться и полностью открывается при давлении 0,2 бар изб., После чего из системы выпускается избыточный пар. Если потребность увеличивается, клапан 3 снова начинает закрываться до тех пор, пока система не уравновесится при предварительно установленном давлении в системе, где выходной сигнал равен 0.5 бар изб.

Одним из многих преимуществ такой системы является то, что вся цепь может контролироваться только одним контроллером, который можно настраивать вверх или вниз по мере необходимости для управления всеми клапанами в системе. В практическом устройстве такого рода должна быть достаточная способность разгрузки, чтобы справиться с отказом инструмента.

В классической схеме выходной сигнал регулятора давления прямого действия от 0,21 до 1,03 бар изб. (Или от 4 до 20 мА, если контроллер электронный) делится на три полосы за счет тщательной настройки калибровки позиционеров на клапанах. 1, 2 и 3:

•: клапан 3: 0.От 2 бар изб. (Открыто) до 0,5 бар изб. (Закрыто)
•: клапан 1: от 0,5 бар изб. (Закрыто) до 0,7 бар изб. (Открыто)
•: клапан 2: от 0,7 бар изб. (Закрыто) до 1,0 бар изб. (open)

Такое расположение довольно эффективно, но калибровку трудно выполнить в полевых условиях, и она имеет тенденцию к смещению под влиянием вибрации и экстремальных температур, которые обычно наблюдаются на промышленных предприятиях на открытом воздухе.

Более удовлетворительным для организации управления разделенным диапазоном, например, паровым диапазоном, является электронное разделение выходного сигнала контроллера с помощью трех электронных селекторных реле в диспетчерской, где можно гарантировать долговременную стабильность настроек примерно до 0.1%. Каждый из трех клапанов управляется выходным сигналом полного диапазона от 0,21 до 1,03 бар изб. Соответствующего реле переключателя сигналов.

Все описанные позиционеры являются пневматическими / механическими устройствами. Пневматический управляющий сигнал сравнивается с положением штока клапана, и при необходимости выполняются корректировки. Клапан / привод / позиционер должны быть расположены как можно ближе к контроллеру, чтобы уменьшить потери давления в трубопроводе. В некоторых сложных технологических установках и в распределительных сетях контроллер может находиться на значительном расстоянии от клапана.Системы распределения, управляемые из центральной диспетчерской, могут передавать управляющие сигналы по радио или оптоволоконной линии связи. Требуется интерфейс между электрическими сигналами и пневматической операционной системой. Электропневматический позиционер выполняет это требование.

Электропневматический позиционер устанавливается на бугеле привода, а рычаг подсоединяется к штоку клапана обычным образом. Управляющий сигнал составляет от 4 до 20 мА или от 2 до 10 В. Управляющий сигнал сравнивается с положением клапана с помощью кулачка, который при необходимости может быть «охарактеризован».Позиционер снижает давление подаваемого воздуха до регулируемого регулирующего давления от 0,21 до 1,03 бар изб., Которое направляется на диафрагму или поршень. Эти позиционеры могут быть одинарного или двойного действия и настроены на обратное действие. Работа с разделенным диапазоном может быть согласована с внутренними настройками. Типичные рабочие параметры электропневматического позиционера показаны в таблице 12.7.

Таблица 12.7. Типовые рабочие параметры электропневматического позиционера

Параметр	Значение
Управляющий сигнал	4-20 мА при 8.5 В постоянного тока минимум
Давление приточного воздуха	От 1,4 до 6,9 бар изб.
Давление на выходе	от 0 до 100%
Чувствительность	Диапазон 0,1%
	Линейность
Гистерезис	Диапазон 0,5%

Альтернативное электропневматическое управление позиционером для мембранных приводов может быть достигнуто с помощью электромагнитных клапанов. Сигнал управления движением может быть пневматическим или электрическим; при использовании пневматики он немедленно преобразуется в сигнал электрического тока.Сигнал позиционера от 4 до 20 мА сравнивается электронным способом с управляющим сигналом от 4 до 20 мА. Если привод должен сжимать пружину дальше, электромагнитный клапан в системе подачи воздуха открывается до совпадения сигналов. Если привод переместился слишком далеко, электромагнитный клапан в вентиляционной линии открывается и позволяет пружине возвращать привод до совпадения сигналов. Интеллектуальную электронику позиционера можно настроить с помощью протокола HART по токовой петле.

К клапанам с электрическим приводом можно добавить позиционер.Шток или шпиндель оснащен потенциометром или датчиком текущего положения. Каждое положение шток / шпиндель соответствует модулированному электрическому сигналу от 4 до 20 мА или от 2 до 10 В. Электрический позиционер сравнивает сигнал клапана с управляющим сигналом и передает соответствующий сигнал на электродвигатель. Некоторые позиционеры могут изменять скорость двигателя пропорционально ошибке между двумя сигналами. Электрические позиционеры могут использоваться для работы с разделенным диапазоном аналогично пневматическим позиционерам.

Последние разработки позиционеров представляют собой бесконтактные устройства, которые «следят» за штоком клапана или шпинделем. Датчики приближения определяют положение целей на штоке или шпинделе. Используя цифровую систему с собственным встроенным микропроцессором, они могут анализировать характеристики клапана / привода – управляющий сигнал, выходной сигнал, положение штока клапана, время отклика; и создать индивидуальную «подпись». Если характеристики клапана / привода отклоняются от сигнатуры, может сработать аварийный сигнал с указанием превентивного обслуживания.

Учебник по передаче данных

Содержание

Глава 1. Способы передачи данных процесса

Темы: Обработка данных; Местные и удаленные индикаторы; Механическая, гидравлическая, пневматическая, электронная, оптическая и телеметрическая передача данных

Цели обучения:

Описать различия между передачей данных в системах с разомкнутым и замкнутым контуром, а также с локальными и дистанционными индикаторами.
Обсудите различия между аналоговым, цифровым и дискретным управлением.
Обсудите использование искробезопасного и взрывозащищенного оборудования.
Перечислите преимущества и недостатки механической, гидравлической и пневматической передачи данных.
Сравните передачу по петле напряжения и по токовой петле для аналоговых данных и объясните важность разрешения для передачи цифровых данных.
Перечислите преимущества и недостатки оптической и телеметрической передачи данных.

Глава 2: Передача электрических данных

Темы: Аналоговые и цифровые данные; Электронные индикаторы PV; Согласование и преобразование сигналов; Компенсация; Регулировка диапазона и нуля; Линеаризация

Цели обучения:

Сравнить аналоговое и цифровое представление данных.
Обсудите использование для дисплеев гистограмм, ЭЛТ-дисплеев, рекордеров и регистраторов данных.
Опишите характеристики электрических выходных сигналов аналоговых датчиков и преобразователей на примере тензодатчика.
Обсудите значение коэффициента подавления синфазного сигнала в формировании сигнала.
Описать процессы преобразования сигналов, компенсации, настройки нуля и диапазона, линеаризации и преобразования в технические единицы.

Глава 3: Цифровая передача данных

Темы: Системы счисления; Форматы данных; ASCII; Исправление ошибки; Аналого-цифровое преобразование; Распределенное управление процессами; Параллельная и последовательная передача данных

Цели обучения:

Обсудить различия между аналоговыми и цифровыми формами данных.
Обсудите несколько причин использования цифровых данных.
Описать методы, используемые для передачи сигналов управляющих данных в сеть связи.
Объясните, как аналоговые данные преобразуются в цифровую форму для передачи и отображения.
Обсудите различия между системами параллельной и последовательной передачи данных.

Глава 4: Оптическая передача данных

Темы: Оптоволоконный кабель, преимущества подключения и передачи; Оптическое распространение; Монтаж кабелей; Источники света; Детекторы; Стандарты

Цели обучения:

Назовите основные элементы в системе передачи данных, основанной на энергии света.
Объясните, как работают оптоизоляторы и почему они используются.
Опишите преимущества и недостатки оптической передачи данных.
Объясните, как световые лучи распространяются по стеклянным волокнам.
Обсудите способы подключения и установки оптоволоконных кабелей.
Обсудите выбор источников света и детекторов.

Глава 5: Помехи при передаче данных

Темы: Электрические и технологические шумы; Отношение сигнал шум; Шум от линии электропередачи; Электромагнитная интерференция; Емкостная связь; Контуры заземления; Методы шумоподавления; Электростатическое экранирование

Цели обучения:

Определить электрический шум, технологический шум и отношение сигнал / шум.
Объясните, как линии питания переменного тока, электромагнитные помехи, емкостная связь и контуры заземления вызывают электрические помехи.
Опишите два типа шумовых фильтров и объясните три метода снижения шума линии электропередачи переменного тока.
Сравните методы уменьшения электромагнитной и электростатической связи.
Обсудите использование дифференциальных измерений и CMRR.
Опишите способы уменьшения шума контура заземления и радиопомех и объясните, когда можно использовать оптическую связь.

Напряжение

– Как данные передаются по проводу?

Поскольку вы задаете этот вопрос в контексте ПК и модема, ответы, которые я представляю, ограничиваются телефонной областью.

Вы правы в своем объяснении отправки значения «10» с вашего ПК до точки, когда модем преобразует единицы и 0, которые составляют двоичное значение 00001010. В общем, модем фактически преобразует единицы и 0 в два разные звуковые тона. Это в основном потому, что телефонная система была разработана для передачи и приема звуковых сигналов в виде переменного электрического тока.Эти два дискретных значения звуковых тонов (две различные частоты) проходят через местную телефонную систему как изменяющийся во времени ток. Как только эти сигналы принимаются в центральном офисе вашей местной телефонной компании («CO») (то есть в месте, где подключается телефонный провод из вашего дома), они обычно прямо здесь преобразуются в цифровые данные и отправляются по национальным магистральным линиям в цифровом виде. На принимающей стороне телефонного звонка CO преобразует эти цифровые сигналы обратно в переменный во времени ток для представления на медные телефонные линии, которые проходят к абоненту с принимающим модемом.

Принимающий модем распознает эти два определенных звуковых тона (один тон – «ноль», другой – «единица») и преобразует их обратно в двоичную строку из единиц и нулей. Затем ПК, подключенный к принимающему модему, должен преобразовать эти 0 и 1 обратно в 8-битные значения.

Итак, чтобы ответить на ваш вопрос о том, что на самом деле несет данные, это действительно многоуровневый механизм. Модем преобразует нули и единицы в разные изменяющиеся во времени сигналы (два тона, представленные аналогичным изменяющимся во времени напряжением), а затем проталкивает эти изменяющиеся во времени сигналы через медные телефонные провода к центральной станции в виде изменяющихся во времени токов.Модем преобразует изменяющиеся во времени сигналы в изменяющиеся во времени токи, потому что соединение с CO – это так называемая «токовая петля». Местный телефонный шлейф с медным проводом, ведущий к вашей АТС, передает аудиосигналы с электрическим кодированием в виде тока, а не напряжения. Эти электрические токи текут очень быстро, поэтому ваши «данные» (которые представляет собой изменяющийся во времени ток) текут очень быстро. Может быть, не со скоростью света, но с какой-то значительной ее долей в зависимости от различных условий на соединительных линиях.

Видите? Здесь задействованы два механизма: двоичные данные представлены в виде тонов звуковой частоты, а тоны передаются в виде электрических токов. По крайней мере, так это работает между модемом и CO телефонной компании на обоих концах соединения. Между двумя участвующими СО вступает в действие целый другой набор механизмов.

Также, чтобы исправить ваше мышление, двоичные данные действительно обычно кодируются как два уровня напряжения в электронных системах, но не всегда.Некоторые системы кодируют данные как частоты, как модем. Другие кодируют данные как фазу сигнала постоянной частоты. И есть еще несколько других методов.

И оставьте все, что касается распространения электрических волн и электронного поля, физикам. Это только сбивает вас с толку, когда вы имеете дело с практичным электронным оборудованием. В этом мире EE все дело в напряжениях и токах. Вам не нужно понимать явления, выходящие за рамки этих двух параметров, чтобы понять большую часть того, что происходит в большинстве обычных электронных устройств.

Информация о последовательной передаче данных

Последовательная передача данных

Последовательная передача данных – это наиболее общий метод отправки данных от одного DTE к другому. В течение передачи, данные должны пройти через последовательный интерфейс для выхода компьютер как последовательные данные. Ниже приведены общие интерфейсы для серийные данные:

RS-232
Определяет три типа подключения: электрические, функциональные и механические.Интерфейс RS-232 идеально подходит для диапазона передачи данных 020 кбит / с / 50 футов (15,2 м). Это использует несимметричную сигнализацию и обычно используется с разъемами DB25 для соединить DTE (компьютеры, контроллеры и т. д.) и DCE (модемы, преобразователи и др.). Последовательные данные выходят через порт RS-232 через Передача данных (TD) ведется и поступает на устройства назначения RS-232 порт через его провод приема данных (RD).RS-232 совместим с этими стандарты: ITU V.24, V.28; ISO IS2110.

RS-449
Определяет функциональные / механические интерфейсы для DTE / DCE, которые используют последовательные обмен двоичными данными и обычно используется с синхронным трансмиссии. Он идентифицирует сигналы (TD, RD и т. Д.), Которые соответствуют номера контактов для симметричного интерфейса на разъемах DB37 и DB9.RS-449 изначально предназначался для замены RS-232, но RS-232 и RS-449 полностью несовместимы по механическим и электрическим характеристикам.

RS-530
Заменяет RS-449 и дополняет RS-232. Основанный на 25-контактном соединении, он работает вместе с электрический интерфейс RS-422 (симметричные электрические цепи) или RS-423 (несимметричные электрические цепи).

RS-530 определяет механическое / электрическое интерфейсы между DTE и DCE, которые передают последовательные двоичные данные, синхронизируют или async со скоростью от 20 кбит / с до 2 Мбит / с. (Максимальное расстояние зависит от электрический интерфейс.) RS-530 использует преимущества более высоких скоростей передачи данных с тот же механический разъем, что и для RS-232. Хотя RS-530 и RS-232 несовместимы, RS-530 совместим со следующими стандартами: ITU V.10, V.11, X.26; MIL-188/114; РС-449.

RS-422
Определяет сбалансированный интерфейс с нет сопутствующего физического разъема. Производители, которые придерживаются этого стандартно использовать множество различных разъемов, включая винтовые клеммы, DB9, DB25 с нестандартным закреплением, DB25 после RS-530 и DB37 после РС-449. RS-422 обычно используется в двухточечной связи. с двухпозиционным драйвером.

RS-485
Похож на RS-422. Это может быть использовано в многоточечных приложениях, где один компьютер управляет множеством разных устройств. С помощью RS-485 можно подключить до 64 устройств.

V.35
Международный стандарт называется «Передача данных при 48 кбит / с с использованием схем группового диапазона 60108 кГц. Обычно он используется для DTE или DCE, которые взаимодействуют с высокоскоростным цифровым оператором связи, таким как AT&T Dataphone Digital Service (DDS).

ПРИМЕЧАНИЕ: ITU (Международный телеграфный союз) был ранее CCITT.

Как кабельные соединения повышают скорость передачи данных

Как на работе, так и в личной жизни потребители привыкли ожидать мгновенных данных. Будь то просмотр рецептов в Интернете, просмотр видео на YouTube, потоковая передача фильмов по телевизору или проведение видеоконференцсвязи, устройства, которые мы используем сегодня, требуют кабелей для передачи данных (витая пара и коаксиальный), которые поддерживают высокие скорости передачи без прерывания обслуживания.

Производители кабелей

ищут производителей материалов, которые поставляют соединения – как для изоляции, так и для оболочки, – предназначенные для поддержки более высокой несущей частоты без существенных потерь. Эти специализированные материалы вносят свой вклад в общую конструкцию и характеристики кабеля, обеспечивая высокую бесперебойную передачу данных.

Скорость передачи данных как для проводных, так и для беспроводных систем зависит от электрической несущей частоты сигнала. Коаксиальные кабели и кабели передачи данных витая пара до категории 8 (2 ГГц) предназначены для поддержки повышенной скорости передачи.

Наряду со специализированными основными компонентами, внешняя оболочка и выбранный изоляционный материал будут играть роль в поддержании более высоких скоростей без потери данных или помех, как объясняется в следующем обсуждении.

Какие типы кабелей используются для передачи данных?

Кабели передачи данных

включают кабель витой пары, который может быть как неэкранированным, так и экранированный, и коаксиальный кабель.

Хотя используются различные конструкции, обычно медные проводящие провода покрыты полимерным композитным материалом, который является изолятором, а весь кабель покрыт полимерной оболочкой.

Оболочка удерживает жилу вместе и защищает кабель от воздействия окружающей среды, в том числе предотвращает попадание воды в кабель и замедляет горение кабеля в случае пожара.

Как материалы оболочки и изоляции влияют на скорость передачи данных?

По мере того, как электрические сигналы перемещаются от источника к месту назначения (на короткие или большие расстояния, по кабелю или по воздуху), они испытывают потерю сигнала, которая измеряется затуханием (выраженным в децибелах [Дб]).

При прокладке кабеля производители должны выбирать оболочку и изоляционные материалы, обеспечивающие минимальные электрические потери.

Изоляционные материалы

обладают хорошими электрическими свойствами, которые сводят к минимуму затухание и обеспечивают надлежащий равномерный импеданс.

Для обеспечения наилучших характеристик изоляционные смеси имеют низкую диэлектрическую проницаемость и низкий коэффициент рассеяния.

Диэлектрическая проницаемость соединения определяет его электрические свойства, такие как импеданс, и зависит от полимера и других компонентов формулы.Коэффициент рассеяния – это еще одно электрическое свойство, которое связано с затуханием и другими типами потерь сигнала.

Более высокая частота, используемая для более быстрой передачи данных, создает более сильное электромагнитное поле, которое может проникать через изоляцию в оболочку; это рассеяние сигнала вызывает потерю данных. Таким образом, для этих кабелей более высокой категории с более быстрой передачей данных следует использовать материалы оболочки с более низким коэффициентом рассеяния.

Рассеивание сигнала можно также уменьшить за счет увеличения диаметра кабеля и толщины изоляции.Однако в большинстве случаев внешние диаметры кабелей ограничены, поскольку кабели должны соответствовать существующим разъемам.

Таким образом, вместо изменения толщины конструкторы кабелей могут выбирать изоляционные и оболочечные материалы с лучшими диэлектрическими свойствами. Производители материалов могут предоставить данные о значениях диэлектрической проницаемости и коэффициента рассеяния как для изоляционных материалов, так и для материалов оболочки.

Какие еще свойства важны?

Помимо скорости передачи данных, при проектировании кабелей передачи данных решающее значение имеют значения огнестойкости и дымозащиты.

В зависимости от страны и области применения (в общественном здании, поезде, самолете и т. Д.) Кабели должны пройти определенные испытания на пламя и дым.

К оболочкам и изоляционным компаундам добавляются различные типы антипиренов, чтобы кабели прошли эти испытания.

Однако некоторые антипирены отрицательно сказываются на диэлектрических свойствах, а также на физических свойствах, таких как удлинение и низкотемпературная хрупкость.

Для улучшения этих свойств в формулу могут быть добавлены другие ингредиенты.Специалисты по пластиковым компаундам, обладающие опытом взаимодействия полимеров, наполнителей и добавок, могут составить кабельный компаунд, чтобы сбалансировать скорость передачи данных, огнестойкость и физические свойства.

Изолированная передача данных и преобразование мощности

, интегрированная в корпус для поверхностного монтажа

Гальваническая развязка используется в различных отраслях промышленности, чаще всего для обеспечения безопасности от потенциально смертельного напряжения. Изоляция также используется для устранения воздействия шума. и синфазные разности напряжений, создаваемые контурами заземления или в качестве переключателя уровня между разными рабочими напряжениями.Обычно для построения изолированной системы требуется ряд пассивных и активных компонентов по обе стороны от изолирующего барьера, в помимо самих барьерных компонентов. Эти барьерные компоненты могут быть оптические, магнитные, емкостные, ВЧ или даже устройства GMR (гигантское магнитосопротивление).

Компоненты барьера, как известно, сложны использовать, добавляя значительный дизайн время и стоимость изолированных систем. С участием помня об этом, Linear Technology разработала линейку изоляторов μModule ^® что уменьшает дизайн изолированных системы для простого подключения модуля – никаких сложных барьерных компонентов являются обязательными.Фактически, изоляторы μModule не требуют никаких внешних компонентов.

Линейная технология Изоляторы μModule использовать методы магнитной связи, чтобы обеспечить изоляцию данных и питания в единый пакет. В результате получается простой в использовании, маломощное, надежное решение с отличная полевая невосприимчивость. LTM2881 изолированный приемопередатчик RS485 / RS422 и LTM2882 приемопередатчики RS232 с двойной изоляцией использовать изолятор μModule для обеспечения полного трансивера плюс мощность решения в 15 мм × 11,25 мм × 2,8 мм пакеты для поверхностного монтажа.

Изоляторы модулей

мкМ используют индуктивно связанные катушки или трансформаторы без сердечника, чтобы передавать данные через границу изоляции. Электрические и механические изображения показаны на рисунке 1. Выделенные интегральные схемы выполняют данные функции передачи и приема для все каналы и оба направления данных.

Рис. 1. Эквивалентная электрическая и механическая конфигурация изоляции данных.

Кодируются три канала данных, сериализован в пакет и передан через границу изоляции в каждом направление.Передача данных в одном направлении полностью не зависит от данных передача в обратном направлении.

Процесс кодирования запускается, когда данные меняются (срабатывает по фронту) на любой из трех входов. Три данных входы состоят из одного высокого приоритета и два канала с низким приоритетом. Изменение состояния на высокоприоритетном канале вытесняет процесс кодирования, инициированный низким изменение состояния приоритетного канала. Эта схема гарантирует, что данные с высоким приоритетом канал передается без джиттера к выходу, но, в свою очередь, производит некоторые степень неопределенности времени на каналы с низким приоритетом.Высокий приоритет канал назначен DI для (Y, Z) и (A, B) в RO для LTM2881 и с T1IN на T1OUT и R1IN – R1OUT для LTM2882. Все остальные каналы для этих продуктов имеют низкий приоритет. Кодирование завершено выборка всех трех состояний входных данных и передача данных через безъядерный разделительный трансформатор в виде серии импульсов.

Каждая передача принимается как дифференциал. сигнал, проверен на ошибки, декодируется и синхронизируется с соответствующим вывод данных. Ресивер подключен к вторичной обмотке трансформатора с отводом от центра.Такое расположение обмоток обеспечивает подавление синфазного сигнала, так как любое сопряженное сигналы отменяются противоположными геометрия намотки на ствольной коробке Вход. Процесс проверки ошибок определяет если переданные данные действительны; в противном случае выходы не обновляются.

Процесс кодирования / декодирования поддерживает минимальная скорость передачи данных примерно 21 Мбит / с. Происходящие пограничные события во время передачи пакета инициировать новая операция захвата, которая завершена в конце текущего цикла передачи.

Данные обновляются примерно со скоростью 1 МГц, обеспечивая правильность постоянного тока все данные выводятся. Если четыре недопустимых пакета получил последовательно сообщение неисправность генерируется. Этот режим неисправности вызывает состояние с высоким импедансом на определенных выходы, например RO и DOUT для LTM2881 и R1OUT и R2OUT для LTM2882. Это состояние неисправности может быть легко обнаруживается в критических приложениях.

Изготовлен без сердечника трансформатор. внутри субстрата μModule слои.Минимальное разделение слоев змеевика 60 мкм обеспечивается двухслойным Бисмалеимид-триазин (BT) высокая эффективность ламинат на основе смол.

Изолированная мощность генерируется более обычные средства. Общая мощность преобразователь состоит из полномостового квадрата волновой генератор, связанный по переменному току с изоляцией первичная обмотка трансформатора, выпрямленная с подключен двухполупериодный удвоитель напряжения к вторичной обмотке трансформатора и должность регулируется линейным регулятор (LDO). Схема 2 на рисунке показывает этап преобразования энергии.

Рисунок 2. Упрощенный изолированный каскад преобразования мощности.

Общая топология питания обеспечивает простой, гибкий, отказоустойчивый и относительно эффективный дизайн (~ 65%). Мост ток контролируется и ограничивается Защитите силовые переключатели и трансформатор. Первичная и вторичная оба соединены по переменному току, предотвращающий трансформатор насыщенность при любых условиях. Все компоненты интегрированы в пакет μModule; нет внешней развязки требуется для правильной работы.

Два диапазона входного рабочего напряжения, определяется соотношением витков трансформатора, доступны: от 3В до 3.6В (-3 версии) и От 4,5 В до 5,5 В (версии -5). Входное напряжение уровень определяется внутренне, устанавливая ограничение первичного тока примерно до 550 мА для версий с 3 частями и 400 мА для -5 версий частей. Выход преобразователя мощность в зависимости от входного напряжения показано на рисунке 3 для V _CC2 ≥ 4,75 В.

Рисунок 3. Допустимая мощность изолятора μModule.

Предел первичного тока не активен при нормальных условиях эксплуатации.

Трансформатор состоит из тороидального феррита. сердечник с одной высоковольтной изоляцией обмотка и вторая низковольтная изолированные обмотка.Обмотка высокого напряжения использует дополнительный номинал с тефлоновой изоляцией провод, состоящий из двух независимых слои с общей толщиной изоляции 76 мкм. Трансформатор полностью инкапсулируется во время формования μModule процесс, обеспечивающий дополнительную защиту.

Как указано выше, изолирующий барьер состоит из двух компонентов: катушки данных изолирован подложкой BT и тефлоном изолированные обмотки по мощности трансформатор. Изолирующий барьер разработан с минимальным диэлектрическим выдерживать номинальное значение 2500 В _RMS для шестьдесят секунд и непрерывная работа напряжение 400V _RMS или 560V _PEAK.

Перечислены ключевые параметры изоляции в таблице 1, заимствованной из широкого разнообразие международных стандартов. Стандарты, относящиеся к системам изоляции и компоненты, и связанные темы представляющие интерес, перечислены в Таблице 2.

Таблица 1. Основные характеристики изоляции LTM2881 и LTM2882.
Параметр	Условия	мин.	ТИП	Макс	Блок
Номинальное напряжение диэлектрической изоляции	1 минута	2500			В _RMS
Максимальное рабочее напряжение изоляции	непрерывный	400 560			В _СКЗ В _ПИК
Частичный разряд	В _PR = 1050 В _ПИК			5	пК
Устойчивость к синфазным переходным процессам		30			кВ / мкс
Сопротивление входа-выхода (изоляция)	В _IO = 500 В	10 ⁹	10 ¹¹		Ом
Входная-выходная (барьерная) емкость	f = 1 МГц		6		пФ
Расстояние внешнего слежения (путь утечки)	L / BGA		9.53		мм
Расстояние до внешнего воздушного зазора (зазор)	BGA		9,53		мм
Индекс сравнительного отслеживания (CTI)		175			В
Максимально допустимое перенапряжение	t = 10 с			4000	В _ПИК
Минимальное расстояние сквозь изоляцию		0.06			мм
Изолирующий барьер ESD, HBM	(V _CC2, GND2) к GND Изолированный ввод / вывод к GND		± 10 ± 8		кВ кВ

Таблица 2. Стандарты, относящиеся к системам и компонентам изоляции.
Стандартный	Описание
UL1577	Стандарт безопасности оптических изоляторов
IEC 60747-5-2 (VDE 0884-10)	Оптоэлектронные устройства, основные характеристики и характеристики
МЭК 60664-1	Координация изоляции оборудования в системах низкого напряжения
МЭК 60950-1	Оборудование информационных технологий – безопасность
МЭК 61010-1	Измерение, контроль, лабораторное оборудование – безопасность
МЭК 60601-1	Медицинское электрическое оборудование
МЭК 61000-4-2	Устойчивость к электростатическим разрядам
МЭК 61000-4-3	Устойчивость к радиочастотному полю
МЭК 61000-4-4	Быстрые электрические переходные процессы
МЭК 61000-4-5	Устойчивость к скачкам напряжения
МЭК 61000-4-8	Устойчивость к магнитному полю промышленной частоты
МЭК 61000-4-9	Устойчивость к импульсному магнитному полю
CISPR 22	Излучение излучения – оборудование информационных технологий
МЭК 60079-11	Искробезопасность

UL1577 – стандарт на уровне компонентов разработан для проверки того, что диэлектрик выдерживает напряжение до 2500В _RMS под разнообразие условий окружающей среды.Устройства LTM2881 и LTM2882 имеют получил одобрение UL до эксплуатационного температура 100ºC. Диэлектрик выдерживает 100% производство испытано подачей испытательного напряжения постоянного тока ± 4400 В (≈2500 • 1,2 • √2) в течение одной секунды на каждой полярности, все контакты закорочены с каждой стороны изоляционного барьера.

IEC 60747-5-2 – это европейский эквивалентный стандарт уровня компонентов, требующий измерения частичного разряда (ЧР) через изолирующий барьер при напряжении, связанном с номинальным рабочим напряжением системы.Для сертификации требуются испытания в различных условиях окружающей среды, а также 100% производство. скрининг. LTM2881 и LTM2882 были охарактеризованы для частичного разряда и легко соответствуют требованиям стандарта, с уровнем менее 5 пКл при 1050 В _ПИК для рабочего напряжения 560 В _ПИК. Сертификация по IEC 60747-5-2 находится в процессе.

Номинальное продолжительное рабочее напряжение составляет не определены явно ни в одном стандарте; это ценность зависит от множества экологических условия эксплуатации, в том числе путь утечки / зазор, требования к испытаниям определены в стандартах, а также срок эксплуатации.Срок службы при номинальном рабочем напряжении экстраполируется из данных ускоренных испытаний на срок службы. Результаты тестирования LTM2881 и LTM2882 показаны на рисунке 4. Данные соответствуют общепринятое распределение Вейбулла для ускоренного испытания диэлектрического пробоя. ¹ График показывает минимальный срок службы при 500 В _RMS больше 100 лет.

Рис. 4. Срок службы изоляции изолятора μModule.

Параметры, относящиеся к изолирующему барьеру номинальное напряжение включает электростатическое разряд (ESD), устойчивость к скачкам напряжения и электрические быстрые переходные процессы.Один из основных преимуществом гальванической развязки является возможность изоляционного барьера, чтобы удержать большие потенциалы напряжения, устраняющие потребность в других устройствах защиты, таких как ограничители переходных напряжений. Ключ настроить систему таким образом, чтобы барьер видит переходное событие, которое обычно достигается за счет надлежащего экранирования системных межсоединений. Изоляция барьер легко выдерживает переходные процессы события, равные диэлектрической стойкости напряжение 2500V _RMS или 3500V _PEAK, и выдерживает гораздо более высокие напряжения для короткие периоды времени, о чем свидетельствует номинальные значения статического электричества барьера 8 кВ – 10 кВ, и срок службы при повышенных напряжениях.

Емкость входа на выход или барьер емкость, важный параметр влияя на многие аспекты общей представление. В общем, чем ниже емкость тем лучше. Емкость является паразитным элементом и является параллельным комбинация катушки данных и трансформатора емкость обмотки. Типичная емкость составляет 6 пФ на частоте 1 МГц с катушками данных с учетом 1,2 пФ каждый и мощность трансформатор 3,6 пФ. В случае переходных процессов один или несколько ESD или корпусных диодов проводит переходную энергию к барьерная емкость и обратно на землю.Барьерный конденсатор меньшего размера поглощает больше переходное напряжение, уменьшающее энергию рассеивается в функциональной ИС, таким образом сведение к минимуму возможности повреждения.

Величина емкости также влияет на переходный процесс синфазного режима иммунитет. Этот параметр является мерой способность компонента поддерживать надлежащее работать при высоком повороте скорость сигналов через изолирующий барьер. Изоляторы μModule поддерживают минимум скорость переходных процессов в синфазном режиме 30 кВ / мкс (Типично 50 кВ / мкс), работая через эти переходные события без ошибок при передаче данные.Барьерная емкость смещается ток, равный емкости раз скорость нарастания в приложении умереть, потенциально нарушив его функцию путем наведения шума или запуска паразитных конструкции устройства. В экстремальных условиях необходимо для создания общего режима ошибок, продукты изоляторов μModule не демонстрировать любую фиксацию, вместо того, чтобы показывать исправлены только мгновенные изменения состояния во время следующего цикла общения.

Емкость барьера также играет роль в электромагнитной совместимости системы, специально излучаемые выбросы.Так же, как переходные события общего режима ввести ток через паразитный барьер емкость, данные и мощность схемы привода. Эти приводные схемы имеют быстрое крайние значения, которые в конечном итоге создают напряжение переходный процесс на изолированной заземляющей плоскости (GND2). Самая изолированная печатная плата макеты используют отдельные плоскости земли для стороны входа (GND) и выхода (GND2). Эта структура с двойной заземляющей поверхностью образует дипольная антенна, обеспечивающая эффективную излучатель синфазного напряжения создается паразитной емкостью барьера.

Другой способ взглянуть на эту проблему: учитывать токи, возникающие в паразитная емкость цепей управления. Эти токи требуют обратного пути. Если ток не возвращается через один из параллельных паразитных конденсаторов, он будет возвращен через емкость создается парой наземных плоскостей, или потенциально через емкость образуется между соединительными проводами и земля. Излучаемые выбросы могут быть довольно высокий, если не смягчить должным образом. Самый эффективный метод – обеспечить обратный путь с низким импедансом на интересующие частоты, а именно дополнительный конденсатор между изолированными плоскости заземления или мостовой конденсатор.

Конструкции и методы изоляции используется в изоляторе по технологии μModule недостаточны сами по себе, чтобы излучать достаточно мощности, чтобы превзойти класс B предел CISPR 22. Катушки данных по существу малые рамочные антенны, чьи уровень выбросов можно предсказать, решив уравнение излучаемой рамочной антенны (1). На рисунке 5 показаны результаты этого уравнение с использованием смоделированного тока катушки данные спектра, а также фактически измеренные данные, которые также включают вклады от изолированной силовой составляющей.

I _f = ток при частоте

r _n = радиус n-го витка витка в метрах

N = Общее количество витков

λ = длина волны на частоте

Рисунок 5. Прогнозируемые и фактические общие излучаемые выбросы.

Как показано, уровни выбросов сильно снижаются. ниже требуемого CISPR 22 и связанных Ограничения FCC.

Для обеспечения конструкция с минимальным излучением. Первое, как уже упоминалось, – это использование мостового конденсатора, реализованного перекрытие плавающей плоскости печатных печатная плата из меди, обычно с использованием внутренний слой, над входом и изолированный наземные самолеты.Это обеспечивает почти идеальный конденсатор и два изоляционных барьера. создан для поддержки изоляционного напряжения. Этот прием можно использовать в сочетании с дискретными конденсаторами для дальнейшего уменьшения выбросы ниже 300 МГц, выше которых частота пределы паразитной индуктивности их полезность. Рекомендуемый дискретный конденсаторы класса безопасности переменного тока, типа Y2, применены два последовательно для соответствия стандарту безопасности требования. Серия Murata’s Type GF конденсаторов Y2 соответствуют этому требованию.

Дополнительные методы снижения электромагнитных помех включают:

Минимизировать размер изолированного заземления самолет.
Убедитесь, что все следы сигналов и питания имеют тесно связанные обратные пути к свести к минимуму излучение, создаваемое этими локализованные петли. Избегайте переходных сигналов от слоя к слою как текущее изображение часто не могут идти по тому же пути.
Добавьте комбинацию низкого ESL и высокого конденсаторы развязки по сопротивлению рельсы высокого тока, предотвращающие кондуктивный шум и паразитный звон от превращения в излучаемый шум.
Использовать фильтрацию для всех внешних соединений.Часто это можно сделать с помощью стружка на основе феррита и обычные режим фильтров. Необходимо проявлять осторожность чтобы компоненты фильтра не нарушить целостность сигналов на связанные строки данных. Фильтрация обеспечивает блок с высоким сопротивлением для радиочастотные сигналы. Шунтирующая емкость также может использоваться для обеспечения локальный обратный путь с низким сопротивлением.
Уменьшите рабочее напряжение питания, или используйте версию с более низким входным напряжением (-3) части.
Версии LTM2881 и Low-EMI Демонстрационные платы LTM2882, DC1746A и DC1747A соответственно, доступны, используя многие из этих методов.

При наложении неэффективный радиатор также является неэффективным приемником. В LTM2881 и LTM2882 были независимо оценивается для радиочастоты и устойчивость к магнитному полю. Таблица 3 резюмирует применимые стандарты испытаний с прохождением уровней напряженности поля.

Таблица 3. Устойчивость к электромагнитному полю
Тест	Частота	Напряженность поля
IEC 61000-4-3 Приложение D	80 МГц – 1 ГГц	10 В / м
	1.4–2 ГГц	3 В / м
	2–2,7 ГГц	1 В / м
IEC 61000-4-8 Уровень 4	50 Гц и 60 Гц	30 А / м
IEC 61000-4-8 Уровень 5	60 Гц	100 А / м (не IEC)
IEC 61000-4-9 Уровень 5	Импульс	1000 А / м

Тем не менее, пройдя испытания, не дает глубокого понимания системы истинный уровень иммунитета.Внешний магнитный поле, необходимое для нарушения передачи данных можно рассчитать по уравнению (2), где V представляет собой дифференциальный приемник пороговое напряжение. Центр постучал приемные катушки обеспечивают высокий уровень подавления к внешним радиочастотным и магнитным полям или синфазные сигналы из-за противоположных обмотка витков. Поскольку катушки данных не полностью симметричный, некоторый дифференциал напряжение генерируется, представлено чистой разницей в площади между катушка центрального ответвителя поворачивается. Максимум внешнее магнитное поле относительно приемника порог показан на рисунке 6 с учетом учитывать отмену общего режима.

β = плотность магнитного потока в гауссах

N = количество витков в приемной катушке

r _n = радиус n-го витка витка в сантиметрах

Рисунок 6. Устойчивость к магнитному полю.

В качестве альтернативы, магнитное поле из-за переменный ток, текущий в проводе некоторое расстояние можно рассчитать. На рисунке 6 также показан этот результат для расстояний 5 мм, 100 мм и 1 м от рассматриваемое устройство. Например, текущий 1000А при 1МГц в проводе 5 мм потребуется, чтобы повредить передача данных на приемнике.

Длина пути утечки, зазор, индекс отслеживания и минимальное расстояние через изоляцию параметры безопасности, используемые в различные стандарты уровня оборудования и стандарты координации изоляции определить правильное применение компонента.

IEC 60664-1 конкретно касается изоляции. систем и является справочным стандартом согласно МЭК 60950-1, МЭК 61010-1 и МЭК 60601-1. Эти стандарты определяют требуемый путь утечки, зазор и т. д., исходя из по типу установки оборудования и операционная среда.Следующий используются термины и определения в различных стандартах:

Основная изоляция: Обеспечение изоляции базовая защита от поражения электрическим током.
Дополнительная изоляция: Независимая изоляция применяется в дополнение к основная изоляция для уменьшения риск поражения электрическим током в случае отказа основной изоляции.
Двойная изоляция: Изоляция, состоящая из как основная изоляция, так и дополнительная изоляция.
Усиленная изоляция: Одинарная изоляция система, обеспечивающая определенную степень защиты от поражения электрическим током, эквивалентного двойная изоляция. Он может состоять из нескольких слои, которые не могут быть протестированы как базовые изоляция и дополнительная изоляция.
Группа материалов: На основе классификации на изоляционных элементах относительного сравнительный индекс отслеживания, мера поверхностного электрического пробоя свойства изоляционного материала.
Степень загрязнения: Числовое обозначение ожидаемое загрязнение микросреда, степени включают 1, 2 и 3. Уровень загрязнения может привести к в снижении электрической прочности или удельное поверхностное сопротивление изоляции.
Категория перенапряжения: Числовое обозначение состояние переходного перенапряжения; категории включают I, II, III и IV. Операционная категория является функцией высшей Действующее значение рабочего напряжения в системе.
Длина пути утечки: Кратчайшее расстояние по поверхность твердого изоляционного материала между двумя токопроводящими частями.
Клиренс: Наименьшее расстояние в воздухе между двумя токопроводящими частями.

Полная интерпретация IEC 60664-1 и соответствующие стандарты применительно к Изоляторы μModule выходят за рамки эта статья. Тем не менее, таблица 4 суммирует некоторые ключевые параметры для Изоляторы μModule часто указываются на компонентах листы данных.Стоит отметить, что пути утечки и зазоры модули LTM2881 и LTM2882 значительно превышают требования к номинальной рабочее напряжение для всех категорий изоляции, степени загрязнения, категории перенапряжения, и группы материалов. Для компонентов классифицирован с базовым уровнем изоляции не существует минимального расстояния через изоляция. Дополнительные и усиленные Системы изоляции требуют расстояния 400 мкм, либо они должны соответствовать типу (кондиционный образец) и рутинный (производственный) требования к испытаниям на частичную разрядку и / или диэлектрической стойкости.μМодуль изоляторы считаются базовой изоляцией системы на номинальное рабочее напряжение.

Таблица 4. Категории изоляции
Параметр	Состояние	Спецификация
Группа базовой изоляции	Группа материалов, 175 ≤ CTI <400	IIIa
	Номинальное напряжение сети ≤ 150 В _RMS	I – IV
Класс установки	Номинальное напряжение сети ≤ 300 В _RMS	I – III
	Номинальное напряжение сети ≤ 400 В _{RMS *}	I – II

Искробезопасность – стандартное покрытие защита оборудования во взрывоопасных атмосферы.Требования к компонентам являются более строгими и включают ограничения для повышения температуры, максимальный ток, и накопление энергии реактивных компонентов чтобы предотвратить образование искр. В LTM2881 и LTM2882 подходят для уровень защиты «ic» для пиковых напряжений до 60В. Эти продукты соответствуют все требования по защите уровни «ia», «ib» и «ic» за исключением расстояние через твердую изоляцию.

Электрические переходные процессы рассматриваются в IEC 61000-4-2 (Электростатический разряд Помехоустойчивость), IEC 61000-4-4 (Устойчивость к электрическим токам). Переходные процессы) и IEC 61000-4-5 (скачок Иммунитет).Каждый из этих стандартов охватывает переходные события, которые похожи по своей природе и приблизительный другой реальный мир события, такие как удары молнии, проводящие прерывание цепи и обращение с устройством. Отличия переходных процессов лежат в пиках напряжения, длительности импульса, и частота повторения. В неизолированном системы с добавлением защитных компонентов часто требуется для защиты от переходные события. Правильное применение Изоляторы μModule обеспечивают изоляцию барьер для поглощения переходных процессов, устраняющий необходимость дополнительной защиты.

На рисунке 7 показан правильно настроенный испытательная установка, отвечающая требованиям EFT-тестирование. Испытания на импульсные перенапряжения выполняются с сигнал подается непосредственно на экран. Генератор переходных процессов (всплесков) емкостный. подключен к экранированным линиям ввода / вывода LTM2881. Сцепное устройство изображен в виде второго щита длиной 0,5 метра по стандарту. Обратная сторона генератор пакетов привязан к логической стороне земля. Экран проводит переходные процессы к изолированной земле, затем через изоляцию барьер для возврата генератора.В паразитная индуктивность (L _PAR) должна быть минимизирована или некоторые переходные процессы связаны в сигнальные линии, уменьшая переходные эффективность иммунитета. Изоляция барьер прошел испытания и соответствует требованиям до уровня 4 (4 кВ) как для перенапряжения, так и для EFT.

Рисунок 7. Конфигурация теста EFT.

Проведено испытание на электростатический разряд. непосредственно от контакта к контакту устройства. Барьерный ESD выполняется по любой логике боковой штифт к изолированному боковому штифту. LTM2881 и LTM2882 имеют HBM ± 8 кВ (человеческий модель кузова) Рейтинг ESD по любой логике боковой контакт ввода / вывода к изолированному боковому контакту ввода / вывода, и ± 10 кВ HBM, ± 8 кВ IEC, класс защиты от электростатических разрядов от любой изолированный боковой вывод питания, V _CC2 или GND2, к выводу питания логической стороны, V _CC, V _L или GND.

Linear Technology первый выпущенный μModule изоляторы LTM2881 RS485 / RS422 трансивер плюс питание, а LTM2882 двойной приемопередатчик RS232 плюс питание. Оба предложить явные преимущества перед альтернативой решения, в том числе отличные общие отклонение режима, интегрированная высокая эффективность изолированное питание и низкий уровень электромагнитных помех. Более того, нет внешних компонентов, включая питание разделительные конденсаторы, обязательны. Каждый имеет отдельный источник питания логики входы для удобного подключения к низкому напряжению системы начиная с 1.62 В до 5,5 В.

Два основных варианта питания: предлагается от 3,0 В до 3,6 В и от 4,5 до 5,5 В, которые полностью независимы от питание логики. Доступны устройства в корпусах LGA и BGA с окружающим диапазон температур от 0ºC до 70ºC, От –40ºC до 85ºC и от –55ºC до 105ºC.

LTM2881, показанный на Рисунке 8, представляет собой Приемопередатчик 20 Мбит / с со встроенным выбираемым прерывание и 250 кбит / с уменьшено режим работы по скорости нарастания. Устройство включает один незафиксированный изолированный цифровой канал от изолированной стороны к логике сторона и имеет защиту ± 15 кВ HBM ESD на контактах интерфейса RS485.

Рис. 8. Изолированный приемопередатчик RS485 μModule LTM2881.

LTM2882, показанный на Рисунке 9, представляет собой двухканальный трансивер 1 Мбит / с с один незафиксированный изолированный цифровой канал от логики к изолированному боковая и ± 10 кВ HBM защита от электростатических разрядов на контактах интерфейса RS232.

Рис. 9. Приемопередатчик LTM2882 с двойным интерфейсом RS232 μModule.

Приемопередатчик RS485 LTM2881 и LTM2882 двойной приемопередатчик RS232 использует линейный Технология Технология изолятора μModule объединить желаемые данные плюс мощность функции изоляции в прочном компактном корпусе система.Оба устройства имеют превосходное подавление переходных синфазных помех, устойчивость к магнитному полю, ESD и стойкость к переходным барьерам и изоляция продолжительность жизни. Методы изоляции сердечника могут применяться к широкому кругу приложений.

Сертификация UL1577 завершена. Процесс сертификации был инициирован для IEC 60747-5-2, в том числе поддержка планового (производственного) тестирования для частичная разрядка и сертификация Приемка компонентов CSA (Канада) Уведомление № 5A относительно IEC 60950-1.

Терминология изоляции и соответствующие меры безопасности были введены стандарты, чтобы помочь в применении линейной технологии Изоляторы μModule во всех отрасли.

Передача данных по электросети: PLC (Power Line Communication)

Связь по электросети: кому и зачем это нужно

Страница не найдена – Время электроники

Архивы

Обзор систем АСКУЭ: технология PLC.

Помехи

Низкая скорость передачи данных

Концентраторы (шлюзы, маршрутизаторы и т.п.)

Ретрансляторы

До 200 Мбит/с через розетку (передача информации по сетевым проводам)

Ethernet, через электрическую сеть, удобно и современно

О главном.

Стоит учитывать.

С помощью этого устройства вы можете быстро создать или расширить свою сеть.

Чем лучше остальных способов передачи данных?

Адаптеры соответствуют требованиям стандартов HomePlug AV2, IEEE 1901 и HomePlug AV.

Как подключается?

Технические характеристики.

Поддержка динамической соседним сетям.

Штекера:

Конечно есть и всем знакомые альтернативы, например:

Удачи, Друзья!

Статьи к чтению, концентрация ресиверов и приставок!

Power-line communication. Часть 1 — Основы передачи данных по линиям электропередач / Блог компании Directum / Хабр

Проводник

Полезный сигнал

Шум

Протокол

Проводник

Синхронизация

Полезный сигнал

Шум

Протокол

Формат кадра

Передача электрических данных – IGCSE Computer Science

Введение в передачу электрических данных

Компьютерные сети

Кабели витой пары

Коаксиальные кабели

Кабели Ethernet

– обзор

12.4.2 Позиционеры

Учебник по передаче данных

Содержание

Глава 1. Способы передачи данных процесса

Глава 2: Передача электрических данных

Глава 3: Цифровая передача данных

Глава 4: Оптическая передача данных

Глава 5: Помехи при передаче данных

– Как данные передаются по проводу?

Информация о последовательной передаче данных

Как кабельные соединения повышают скорость передачи данных

Какие типы кабелей используются для передачи данных?

Как материалы оболочки и изоляции влияют на скорость передачи данных?

Какие еще свойства важны?

, интегрированная в корпус для поверхностного монтажа

Больше новостей

Добавить комментарий Отменить ответ