Шина IEEE 1394 — FireWire

Гальваническая развязка

Подробности

Родительская категория: Шина IEEE 1394 — FireWire

Категория: Физический уровень шины IEEE 1394

Возможность гальванической развязки узлов шины IEEE 1394 позволяет решить ряд проблем, связанных с объединением «схемных земель» соединяемых устройств. В аудиотехнике из-за наводок в контуре заземления возникают помехи, неприемлемые для работы высококачественной аппаратуры, на которую и ориентирована шина.

В первых спецификациях, в которых используется только DS-сигнализация, гальваническая развязка возможна только в интерфейсе PHY-LINK. Этот параллельный интерфейс содержит значительное число сигнальных цепей, по которым передаются сигналы с уровнями логики КМОП или ТТЛ. Большая часть этих сигналов имеет весьма высокую частоту переключения (около 50 МГц), что не позволяет применить дешевую оптронную развязку¹. Оптроны удобно применять только для медленных сигналов LinkOn и LPS. Кроме того, ряд сигнальных цепей используется для двунаправленной передачи, что осложняет схему развязки. Самый простой и дешевый способ развязки — введение разделительных конденсаторов. Однако при этом развязка осуществляется только по постоянному току (типичное напряжение развязки до 60 В); высокочастотные помехи, вызывающие пульсации на общем проводе, будут воздействовать на интерфейс. Полную развязку обеспечивают только импульсные трансформаторы (1:1), устанавливаемые в каждой цепи; при этом достижимо напряжение изоляции развязки до 500 В. Однако это слишком дорогой и громоздкий вариант, который используется редко. И конденсаторы, и трансформаторы фактически выполняют дифференцирование сигналов (передают только перепады). Специально для этого и LINK, и PHY имеют конфигурирующие сигналы Direct, по которым интерфейсные цепи настраиваются на прием непосредственных сигналов (без развязки) или дифференцированных (с развязкой).

В приложении стандарта IEEE 1394 и в основном тексте IEEE 1394a приводится довольно громоздкая схема конденсаторной развязки (рис. а), содержащая большое число резисторов, «подтягивающих» уровни сигналов. В IEEE 1394b приведена более элегантная схема установки привязки состояний входов, использующая КМОП-вентили (повторители) с высокоомной обратной связью (рис. б). На рисунках изображены цепи развязки для одной из десяти сигнальных линий.

Для портов, работающих в бета-режиме (IEEE 1394b), полная гальваническая развязка стала возможной в цепях сигналов внешнего электрического интерфейса. Параметры этой развязки приводятся в начале данной главы. Использование оптоволоконной связи позволяет обеспечить бескомпромиссную развязку с любым требуемым напряжением изоляции.

Гальваническая развязка сигнальных цепей подразумевает и развязку для кабельного питания. Эта развязка осуществляется с помощью импульсных преобразователей напряжения (DC/DC Converter).

¹ — Обычные оптроны слишком инерционны, быстродействующие оптические приемники, применяемые, например, в сетях передачи данных, слишком дороги.

• < Назад