183279. lajstromszámú szabadalom • Áremköri elrendezés kábelmeghajtó áramkörök kialakítására
1 183 279 2 A találmány tárgya áramköri elrendezés kábelmeghajtó áramkörök kialakítására. Ilyen áramköröket alkalmaznak a digitális technikában. A vezetékkötegek egyes vezetékeinek, továbbá studio technikában az akusztikus és video kábelek meghajtására és lezárására, vagyis minden olyan helyen, ahol kábelen elektromos jelet reflexiómeritesen kell továbbítani. Az elektromos jeleknek kábelen való továbbítása esetén az esetek többségében hullámimpedanciával zárják le a kábel mindkét végét. Ebből adódóan a meghajtó áramkört is úgy kell kialakítani, hogy az minden esetben a kábel felé hullámirnpadenciát képviseljen. Az utóbbi időben egyre gyakrabban alkalmaznak kábeleket - vezetékkötegeket - digitális berendezésekben. Ennél az alkalmazási területnél a viszonylag nagyszámú kábelvezeték hullámimpedanciával való lezárása, illetve meghajtása nem kifizetődő. A meghajtó áramkörök alkatrészigénye a digitális berendezés alkatrcszígényével közel azonos nagyságrendbe esne, pl. egy számítógépbusz esetén a buszt meghajtó áramkörök alkatrészigénye, illetve ára egybeesne esetleg meg is haladná a központi egység - Central Processor Unit röviden CPU - alkatrész igényét, illetve árát. Következésképpen egy olyan számítógép hálózat kialakítása, melyben a kábeleket hullámimpedanciával hajtják megkb. duplája lenne a jelen gyártott gépeknek. A fenti okok miatt a digitális rendszerekben a kábeleket nem a hullámimpedanciájukkal, hanem azok abszolút értékével megegyező hullámellenállással zárják le, illetve hajtják meg. Ez a megoldás bár nem küszöböli ki a kábelen a reflexiót, azt olyan kis értékben tartja, hogy a rendszer működése üzembiztos legyen, ugyanis digitális rendszerekben a kábelen terjedő jelek is digitálisak, következésképpen a jelalak kisméretű torzulása nem okoz bizonytalanságot a rendszer működésében. Az ismert megoldásokban a kábelmeghajtó áramkör kimenetén egy ellenállásosztó helyezkedik el. Az osztó első osztóellenállása tápfeszültségre, második osztóellenállása földpotenciálra van kötve. A két ellenállás értékét úgy határozzuk meg, hogy eredőjük a hullámellenállás értekével megegyezzen, illetve a kábel feszültség szintje megegyezzen a rendszer által előírt logikai szinttel. Ez a megoldás biztosítja azt, hogy nyugalmi állapotban a kábel a rá jellemző hullámellenállással van lezárva. Abban az esetben, ha a kábelmeghajtó áramkör jelet ad ki a kábelre, azaz azt földpotenciálra húzza, a kábellezáró ellenállását az első osztóellenállás fogja képezni, amely nem egyezik meg a kábel hullámellenállásával. Ilyen esetben a kábelt lezáró ellenállás értéke minimum 507?-kai eltér a hullámellenállás értékétől, következésképpen a kábelen reflexiók lépnek fel. Tény, hogy a jelet hosszú időn át kint tartva a reflexió okozta zavarok lecsengenek. Igaz, hogy nincs a hullámellenállásával lezárva a kábel, de statikus földpotenciálon van, így a reflexiós zavarok fokozatosan lecsillapodnak. Ennek ellenére ez a jelenség komoly problémát okoz jelváltáskor. Ezért az ismert megoldásoknál a reflexió okozta zavar kiküszöbölésére több megoldást is kidolgoztak.- Olyan speciális schmitt-triggeres vevőkkel veszi a kábelről a jelet, melynek hiszterézise a tényleges jelváltási szint mintegy felét magában foglalja.- Erősen korlátozzák a kábelek hosszát, hogy a reflexiós zavarok minél rövidebb idő alatt lecsengjenek, ha hosszabb távolságra kell a jelet továbbítani, ismétlődő áramkörrel regenerálják a jelet. — A vevő áramkörben érzékelik a jel megjelenésének a tényét, de csak egy adott idő elteltével - mely nagyobb a reflexiós időnél - tekintik csak érvényesnek a jelet. Ezek a megoldások azonban magának az erős reflexiónak a tényét nem küszöbölik ki, s ezért a fent ismertetett megoldások csak oly mértékben korrigálják a nem kívánt hatást, hogy az ne okozza a rendszer működésének megbízhatatlanságát. A találmánnyal célunk a fentiekben vázolt valamennyi nehézség egyidejű kiküszöbölése és egy' olyan áramköri elrendezés kialakítása, mely a reflexió nagymértékű csökkenését eredményezi. A találmánnyal megoldandó feladatot ennek megfelelően egy olyan áramköri elrendezés kialakításában jelölhetjük meg, mely kis reflexiójú meghajtást biztosít a kábel számára és ezáltal feleslegessé teszi a fent ismertetett korrekciós megoldások alkalmazását. A találmány alapja az a felismerés, hogy a kitűzött feladat egyszerűen megoldódik, ha a meghajtó áramkor két elektronikus kapcsolót működtet, melyek mindig az adott kábelszinthez állítják be a lezáró ellenállást oly módon, hogy az mindig a kábel hullámellenállásának az értékét mutassa a kábel felé. A találmány szerinti áramköri elrendezésnek meghajtó áramköre, magas- és nulla-szintű lezáró áramköre van. A meghajtó áramkör kimenetei magasszintű meghajtó vezetéken keresztül a magasszintű lezáró áramkör, nulla-szintű meghajtó vezetéken át pedig a nulla-szintű lezáró áramkör bemenetére van kötve. Az elrendez.és bemenetét a bemenő vezetékre csatlakozó meghajtó áramkör bemenete, kimenetét pedig a kábelre csatlakozó két lezáró áramkör közösített kimenete képezi. A találmány értelmében célszerű, ha a nulla-szintű lezáró áramkörnek lehúzó vezetékkel összekötött elektronikus kapcsolója, lezáró- és felhúzó ellenállása van. A felhúzó ellenállás másik kivezetése tápfeszültség vezetékre van kötve. A nulla-szintű lezáró áramkör bemenetét az elektronikus kapcsoló bemenete, kimenetét pedig a lezáró ellenállás másik kivezetése képezi. Nevezetesen célszerű, ha az elektronikus kapcsoló egy nyitott kollektoros nulla-szintű meghajtó áramkör. Célszerű továbbá, ha a magasszintű lezáró áramkörnek a tápfeszültség vezeték és a kimenete között láncba kapcsolt kollektor ellenállása, kapcsoló tranzisztora és emitter ellenállása van. A magassz.intű lezáró áramkör bemenetét a kapcsoló tranzisztor bázisa képezi. Célszerű továbbá még az is, ha a meghajtó áramkörnek egy magasszintű és egy nulla-szintű meghajtó áramköre van. A magasszintű meghajtó áramkör bemenete a bemenő vezetéken keresztül a nulla-szintű meghajtó áramkör bemenetére, kimenete a magasszintű meghajtó vezetékre van csatlakoztatva. A nulla-szintű meghajtó áramkör kimenete a nulla-szintű meghajtó vezetékre van kötve. A találmányt részletesebben a rajz alapján ismertetjük, amelyen az ismert és a találmány szerinti áramköri elrendezés néhány példakénti kiviteli alakját tüntetjük fel. A rajzon az 1. ábra az ismert kabellezárás kiviteli alakja; a 2. ábra a találmány szerinti áramköri elrendezés egy példakénti kiviteli alakja; a 5 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60
