脈沖信號近距離傳輸的電路設計
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1.3 傳輸線(xiàn)分布參數的計算
綜上可知信號的傳輸特性主要由傳輸線(xiàn)分布參數來(lái)決定，只要確定了傳輸線(xiàn)的分部參數及源端和終端阻抗值，根據式（1-7）就能計算出信號的傳輸特性值。以雙絞線(xiàn)為例，其特性參數的計算可按如以下公式計算：
式中d 表示傳輸線(xiàn)導體的線(xiàn)徑，s 表示兩線(xiàn)的線(xiàn)間距， r e 表示有效相對介電常數。對其余類(lèi)型傳輸線(xiàn)分布參數的計算可以參閱文獻[5-6]計算得到。
當脈沖信號傳輸較遠距離的時(shí)候，為保證信號的傳輸速率及傳輸可靠性，采用了RS-485 串行總線(xiàn)標準來(lái)驅動(dòng)、接收信號。
2.1 RS-485 總線(xiàn)標準
RS-485 標準是基于單對平衡線(xiàn)的多點(diǎn)、雙向通信鏈路，提供了高噪聲抑制、高傳輸速率、長(cháng)傳輸距離、寬共模范圍和低成本的傳輸平臺[7]。該方案采用符合RS-485 標準的MAX485 芯片來(lái)搭建驅動(dòng)、接收電路，將其中一塊芯片固定為發(fā)送，另一芯片固定為接收，兩芯片對應的發(fā)送和接收端口用等長(cháng)的雙絞線(xiàn)連接。
2.2 脈沖信號的傳輸特性分析
脈沖信號在雙絞線(xiàn)上的傳輸特性由其傳輸線(xiàn)分布參數及驅動(dòng)芯片輸出阻抗和接收芯片輸入阻抗來(lái)決定的。
實(shí)際測得所用雙絞線(xiàn)的線(xiàn)徑d 為0.05 cm，s 為0.096 cm，r e 取介于線(xiàn)路絕緣體介電常數和空氣介電常數（1.00）之間的常數2.5。由式（9-11）計算得雙絞線(xiàn)的特性阻抗，每英寸的分布電感和分布電容為：
又可知MAX485 芯片驅動(dòng)輸出電阻約為50 Ω，接收端輸入電阻大于12 kΩ。由公式（1-7）可以計算出傳輸線(xiàn)單位傳輸延遲d T 、傳輸線(xiàn)衰減函數H 及傳輸線(xiàn)源端和終端函數值A 、T 、1 R 和2 R 分別為：
取傳輸雙絞線(xiàn)長(cháng)度為65 m，脈沖信號幅度為+4 V?？梢杂嬎愕玫叫盘柾ㄟ^(guò)雙絞線(xiàn)的延時(shí)為325.65 ns；信號到達接收端的幅度為4× AHT = 5.02 V ；產(chǎn)生的反射信號經(jīng)衰減傳輸到達源端的幅值為22 4× AH R = 2.36 V。信號在源端還會(huì )繼續反射，如此反復直至衰減為零。用示波器直接測MAX485驅動(dòng)芯片輸出與接收芯片輸入口的波形如圖2 所示。
圖2 無(wú)端接時(shí)發(fā)送與接收芯片A 口的波形
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