PERHITUNGAN MENCARI NILAI GHZ KE DALAM KBPS
Dengan BogusBus, sinyal kami sangat sederhana dan mudah: masing-masing kawat sinyal (1 sampai 5) dilakukan satu bit data digital, 0 Volt mewakili "off" dan 24 Volt DC mewakili "di." Karena semua bit tiba di tempat tujuan secara bersamaan, kita sebut BogusBus sebuah teknologi jaringan paralel. Jika kita adalah untuk meningkatkan kinerja BogusBus dengan menambahkan pengkodean biner (sampai akhir transmitter) dan decoding (untuk akhir penerima), sehingga langkah-langkah lebih dari resolusi yang tersedia dengan kabel yang lebih sedikit, masih akan menjadi jaringan paralel. Namun, jika kita menambahkan sebuah konverter paralel-to-serial pada akhir pemancar dan konverter serial-to-paralel pada akhir penerima, kita akan memiliki sesuatu yang sangat berbeda.
Hal ini terutama dengan penggunaan teknologi serial yang kita dipaksa untuk menemukan cara-cara cerdas untuk mengirimkan bit data. Karena data serial mengharuskan kita untuk mengirimkan semua bit data melalui saluran kabel yang sama dari pemancar ke penerima, diperlukan sinyal frekuensi berpotensi tinggi pada kabel jaringan. Perhatikan ilustrasi berikut: sistem BogusBus dimodifikasi berkomunikasi data digital dalam bentuk paralel, biner-encoded. Daripada 5 bit diskrit seperti BogusBus asli, kami mengirim 8 bit dari pemancar ke penerima. Converter A / D di sisi pemancar menghasilkan keluaran baru setiap detik. Itu membuat untuk 8 bit per detik data yang dikirim ke penerima. Demi ilustrasi, katakanlah bahwa pemancar memantul antara output 10101010 dan 10101011 setiap update (sekali per detik)
Di sisi lain, jika kita menggunakan jaringan 8-bit serial, semua bit data harus muncul pada saluran tunggal secara berurutan. Dan bit-bit harus menjadi output oleh pemancar dalam jendela 1-detik waktu antara A update konverter / D. Oleh karena itu, output digital bolak 10101010 dan 10101011 (sekali per detik) akan terlihat seperti ini:
Frekuensi sinyal BogusBus kami sekarang sekitar 4 Hertz bukan 1/2 Hertz, meningkat delapan kali lipat! Sementara 4 Hertz masih cukup lambat, dan tidak mengandung suatu masalah teknik, Anda harus dapat menghargai apa yang mungkin terjadi jika kita mengirimkan 32 atau 64 bit data per update, bersama dengan bit-bit lainnya yang diperlukan untuk pemeriksaan paritas dan sinkronisasi sinyal , pada tingkat update ribu kali per detik! Serial Data frekuensi jaringan mulai memasuki berbagai radio, dan kabel sederhana mulai bertindak sebagai antena, pasang kabel sebagai jalur transmisi, dengan semua kebiasaan yang terkait karena reactances induktif dan kapasitif.
Yang lebih buruk, sinyal bahwa kita sedang berusaha untuk berkomunikasi bersama jaringan serial berbentuk gelombang persegi, menjadi bit biner informasi. Gelombang persegi adalah hal-hal aneh, yang secara matematis setara dengan seri terbatas gelombang sinus yang semakin berkurang amplitudo dan frekuensi yang semakin meningkat. Sebuah gelombang persegi sederhana pada 10 kHz benar-benar "dilihat" oleh kapasitansi dan induktansi jaringan sebagai rangkaian beberapa sinus-gelombang frekuensi yang memperpanjang ke dalam ratusan kHz pada amplitudo yang signifikan. Apa yang kita terima di ujung lain dari jaringan 2-konduktor lama tidak akan terlihat seperti gelombang persegi bersih lagi, bahkan di bawah kondisi terbaik!
Ketika insinyur berbicara tentang bandwidth jaringan, mereka mengacu pada batas frekuensi praktis dari sebuah media jaringan. Dalam komunikasi serial, bandwidth adalah produk dari volume data (bit biner ditransmisikan per "kata") dan kecepatan data ("kata-kata" per detik). Ukuran standar bandwidth jaringan bit per detik, atau bps. Sebuah unit usang bandwidth dikenal sebagai baud ini kadang-kadang palsu disamakan dengan bit per detik, tetapi sebenarnya ukuran dari perubahan level sinyal per detik. Banyak standar jaringan serial menggunakan beberapa perubahan level tegangan atau arus untuk mewakili satu bit, dan untuk ini bps aplikasi dan baud tidak setara.
Desain BogusBus umum, di mana semua bit tegangan direferensikan ke koneksi umum "tanah", adalah situasi terburuk untuk frekuensi tinggi komunikasi gelombang persegi data. Semuanya akan bekerja dengan baik untuk jarak pendek, di mana efek induktif dan kapasitif dapat diselenggarakan untuk minimum, tapi untuk jarak jauh metode ini pasti akan menimbulkan masalah:
Sebuah alternatif yang kuat untuk metode sinyal landasan bersama adalah tegangan diferensial metode, di mana setiap bit diwakili oleh perbedaan tegangan antara sepasang tanah-terisolasi dari kabel, bukan tegangan antara satu kawat dan dasar bersama. Hal ini cenderung untuk membatasi efek kapasitif dan induktif dikenakan pada setiap sinyal dan kecenderungan untuk sinyal yang akan rusak karena gangguan listrik di luar, sehingga secara signifikan meningkatkan jarak praktis dari jaringan serial:
Simbol-simbol penguat segitiga mewakili penguat diferensial, yang menampilkan sinyal tegangan antara dua kabel, tak satu pun elektrik umum dengan tanah. Setelah dieliminasi ada hubungan antara sinyal tegangan dan tanah, kapasitansi signifikan hanya dikenakan pada tegangan sinyal yang ada antara dua kabel sinyal. Kapasitansi antara kawat sinyal dan konduktor ground adalah efek jauh lebih sedikit, karena jalur kapasitif antara dua kabel sinyal melalui koneksi tanah adalah dua kapasitansi secara seri (dari kawat sinyal # 1 ke tanah, kemudian dari tanah untuk sinyal kawat # 2 ), dan seri nilai kapasitansi selalu kurang daripada kapasitansi individu. Selanjutnya, setiap "noise" tegangan induksi antara kabel sinyal dan tanah bumi oleh sumber eksternal akan diabaikan, karena tegangan kebisingan kemungkinan akan diinduksi pada kedua kabel sinyal dalam ukuran yang sama, dan amplifier hanya menerima merespon tegangan diferensial antara kabel sinyal dua, bukan tegangan antara salah satu dari mereka dan tanah bumi.
RS-232C adalah contoh utama dari sebuah jaringan tanah-referenced serial, sedangkan RS-422A adalah contoh utama dari sebuah jaringan tegangan diferensial serial. RS-232C menemukan aplikasi populer di lingkungan kantor di mana ada sedikit gangguan listrik dan jarak kabel yang pendek. RS-422A lebih banyak digunakan dalam aplikasi industri dimana jarak kabel yang lebih panjang dan potensi yang lebih besar untuk gangguan listrik dari kabel listrik AC ada.
Namun, sebagian besar dari masalah dengan sinyal jaringan digital adalah sifat persegi-gelombang tegangan tersebut, seperti yang disebutkan sebelumnya. Jika saja kita bisa menghindari gelombang persegi semua bersama-sama, kita bisa menghindari banyak kesulitan yang melekat mereka di panjang, frekuensi tinggi jaringan. Salah satu cara untuk melakukan ini adalah untuk memodulasi gelombang sinus tegangan sinyal dengan data digital kita. "Modulasi" berarti bahwa besarnya satu sinyal memiliki kontrol atas beberapa aspek dari sinyal lain. Teknologi radio telah memasukkan modulasi untuk dekade sekarang, dalam memungkinkan sinyal audio frekuensi tegangan untuk mengendalikan baik amplitudo (AM) atau frekuensi (FM) dari frekuensi "pembawa" tegangan jauh lebih tinggi, yang kemudian mengirim ke antena untuk transmisi. Frekuensi modulasi (FM) teknik telah menemukan penggunaan yang lebih dalam jaringan digital dari amplitudo modulasi (AM), kecuali yang disebut nya sebagai Frekuensi Shift Keying (FSK). Dengan FSK sederhana, sinus gelombang dua frekuensi yang berbeda digunakan untuk mewakili negara biner dua, 1 dan 0:
Karena masalah praktis untuk mendapatkan gelombang frekuensi rendah / tinggi sinus untuk memulai dan mengakhiri pada titik-titik nol crossover untuk setiap kombinasi tertentu 0 dan 1, sebuah variasi dari FSK disebut fase-kontinyu FSK kadang-kadang digunakan, di mana kombinasi berturut-turut frekuensi rendah / tinggi merupakan salah satu negara biner dan kombinasi frekuensi tinggi / rendah merupakan yang lain. Hal ini juga membuat untuk situasi di mana setiap bit, apakah itu 0 atau 1, mengambil persis jumlah waktu yang sama untuk mengirimkan bersama jaringan:
Dengan tegangan sinyal gelombang sinus, banyak masalah yang dihadapi dengan sinyal gelombang persegi digital diminimalkan, meskipun sirkuit yang dibutuhkan untuk memodulasi (dan demodulasi) sinyal jaringan lebih kompleks dan mahal.
sumber : www.allaboutcircuits.com
0 komentar:
Post a Comment