脈沖信號近距離傳輸的電路設計
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1.3 傳輸線分布參數的計算
綜上可知信號的傳輸特性主要由傳輸線分布參數來決定，只要確定了傳輸線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 表示傳輸線導體的線徑，s 表示兩線的線間距， r e 表示有效相對介電常數。對其余類型傳輸線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 串行總線標準來驅動、接收信號。
2.1 RS-485 總線標準
RS-485 標準是基于單對平衡線的多點、雙向通信鏈路，提供了高噪聲抑制、高傳輸速率、長傳輸距離、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 芯片來搭建驅動、接收電路，將其中一塊芯片固定為發送，另一芯片固定為接收，兩芯片對應的發送和接收端口用等長的雙絞線連接。
2.2 脈沖信號的傳輸特性分析
脈沖信號在雙絞線上的傳輸特性由其傳輸線分布參數及驅動芯片輸出阻抗和接收芯片輸入阻抗來決定的。
實際測得所用雙絞線的線徑d 為0.05 cm，s 為0.096 cm，r e 取介于線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）可以計算出傳輸線單位傳輸延遲d T 、傳輸線衰減函數H 及傳輸線源端和終端函數值A 、T 、1 R 和2 R 分別為：
取傳輸雙絞線長度為65 m，脈沖信號幅度為+4 V?？梢杂嬎愕玫叫盘柾ㄟ^雙絞線的延時為325.65 ns；信號到達接收端的幅度為4× AHT = 5.02 V ；產生的反射信號經衰減傳輸到達源端的幅值為22 4× AH R = 2.36 V。信號在源端還會繼續反射，如此反復直至衰減為零。用示波器直接測MAX485驅動芯片輸出與接收芯片輸入口的波形如圖2 所示。
圖2 無端接時發送與接收芯片A 口的波形
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