【航天工业行业标准(QJ)】 平衡电压数字接口电路的电气特性

中华人民共和国航天工业部部标准QJ 1515-88
平衡电压数字接口
电路的电气特性
1988--04—25发布
1988-12—31实施
中华人民共和国航天工业部
1引言
中华人民共和国航天工业部部标准平衡电压数字接口电路的电气特性QJ1515—88
1.1本标准规定了平衡电压数字接口电路的电气特性，这种接口电路通常是通过集成技术来实现的，它可以于数据终端设备（DTE）和数据电路终接设备（DCE）之间串行二进制信号的交换或者数字设备之间串行二进制信号的任何点对点的互连，1.2接口电路包含一个发送器，它由平衡互连电缆连接到由一个或多个接收器和一个可选的终接电阻器所组成的负载．电路的电气特性是根据从发送器和接收器元件（部件）上直接测量得到所要求的电压、电流和电阻值而作出规定的，平衡接口的接收器规范与*QJ1516-88不平衡电压数字接口电路的电气特性中不平衡接口电路的接收器规范在电气上是一致的．并提供了对互连电缆的最低的性能要求，附录A1中给出的指南，是对特定的装置按照由电缆长度、平衡和端接参数在所用的数据信号速率方面的限制。1.3平衡型发送器和接口的负载部分所规定的参数值是这样的：它使得平衡型接口电路可以用在与“QJ1516-88不平衡电压数字接口电路的电气特性所规定的不平衡型接口电路同一的互连中。例如，平衡电路可以用于数据和定时，而不平衡电路可用于低速控制功能。
1.4本标准打算可供其它一些标准引用，这些标准为要求平衡电压数字电路电气特性的应用场合，规定了完整的DTE／DCE接口。（即：协议，定时、插针的分配等）也可以预见本标准在使用二进制信号交换的其它领域中的应用.本标准不规定DTE／DCE接口两端为正常工作所必须的其它特性（如信号质量和定时等），本标准是一系列有关DTE和DCE互连的标准之一，2适用性
2.1本标准的规定可适用于在设备之间接口所用的电路上，在该接口上，信息是以直流电平的二进制信号形式被传送的。本标准可供这些电气特性的规范和具体的接口标准所引！用．本标准的典型应用在图1中示出航天工业部1988-04-25批准
1988-12-31实施
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平衡电压数字接口电路的应用
DTE一数据终端设备
—=接口发送器
=平衡接口电路
DCE=数据电路终接设备
→=接口负载
>=远程通信信道
2.2平衡电压数字接口电路通常被用于数据、定时或控制电路，其数据信号速率可达10兆比特／秒，符合本标准电气特性的平衡电压数字接口设备并不需要工作在所规定的整个数据信号速率范围内，它可以被指定工作在一个比较狭窄的范围，以便更经济的满足特定应用。特别是在以较低的数据信号速率工作时。尽管平衡接口是打算工作在较高的数据信号速率，但当下列情况中任何一个存在时，通常也可以要求（优先于不平衡接口电路）用它：2
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a．互连的电缆对有效的不平衡工作来说是太长了，b，互连的电缆容易受到外来的声源干扰，该噪声源可引起一个不希望有的超过土1伏的电压，该电压是用50欧姆电阻代替发送器后，在电缆的负载端上，电路公共点(地）和信号线之间测得的电压差，c。必须把和其它信号的干扰减至最小。d。可能要求信号的倒置，例如正的标志（MARK）变到负的标志（MARK）可以通过交换电缆线得到。
虽然不规定最大电缆长度的限制，根据留有余量的工作距离（作为数据信号速率的个函数）给出了有关指南．通常，在工程化的设备能保证噪声和地电位值保持在指定极限内的场合，可以大大超过这些留有余量的值。2.3在本标准中，以单位比特／秒表示的术语“数据信号速率是一个重要的参数，它可以不同于使用相同单位的设备数据传输速率．数据信号速率被定义为1／T。T为两个有效瞬变之间的最小间隔。在本标准所针对的二进制系统里，当每一项测量中使用的单位间隔是最小间隔时，以比特／秒为单位的数据信号速率和以波特表示的调制速率在数值上是相等的，
接口导线上的数据信号速率，不同于某些系统中设备的数据传送速率，在这些系统里调制建立所需的单位间隔，短于一个信息位的持续时间。例如，在二相编码系统里，数据信号速率是数据传输速率的二倍，3电气特性
平衡电压数字接口电路如图2所示，电路由三部分组成：发送器（G)，平衡互连电缆和负载负载由一个或多个接收器（R）和一个可选的电缆端接电阻（R）构成。发送器和接收器的电气特性是根据直流电气测量结果规定的，而互连电缆则由其它电气和实际特性来描述，
发送器
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平衡的互连电缆
电缆端接
平衡数字接口电路
R,=可选的电缆端接电阻
A、B=发送器接口点
C=发送器电路地
注；多个接收器的实际接口不作规定，3.1发送器的特性
接收器
至附加的接收器
（如果有的话）
V,=地电位差
A'、B'=负载接口点
c'=负载电路地
发送器电气特性是依照图3、图4的测试结果和3.1.1条～3.1.5条的说明来确定的。满足这些要求的一个发送器电路形成一个低阻抗的（100欧姆或更小）平衡电压源，它将产生一个2～6伏范围的差分电压施加于互连电缆.在互连电缆两端所圣现的电压信号意义定义如下：
a.对二进制\1\状态（标志一MARK或OFF）来说，发送器A端相对于B端而言应为负值，
b，对二进制“O\状态（间隔一SPACE或ON）来说，发送器A端相对于B端而言应为正值，
3.1.1开路测量（图3)
对于任意一个二进制状态，在发送器两个输出端之间测得的差分电压（V。）幅值不4
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应大于6伏，在发送器的两个输出端和发送器电路地之间测得的电压V。和V。的幅值，也不应大于6伏，
开路测量
IVol56.0V .[vo|k6.0V
I'od*6.ov. [Vod*6.ov
0.25V到+
oJk6-0V. Ve+6.0v
测试端按测量
2.0v[vl0.5vd.2.0vsve/20.5l
IVA-+≤0.4V
Ived& 3.0v , Vad45.0v
短路测量
Isdl<150mA . 15als 150mA
Jisel 5omAjisel s 15omA
断电测量
[xa≤/00uA
x≤100uA
10.25到+0.6V
测量的参数
施加的电压
发送器参数测量
3.1.2测试端接测量（图3）
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一个测试负载带有两个电阻，每一个是50欧姆土1%，串接在发送器的输出端，在发送器的两个输出端测得的差分电压（V）的幅值，不应该小于2伏或V。幅值的50%（取较大的一个值)。对相反的二进制状态，V,的极性应反相（V,）.V,和V,幅值的差的幅值应小于0·4伏.在测试负载的中点和发送器电路之间测得的失调电压V。幅值对任一二进制状态都不应大于3伏：一个二进制状态下测得的V。和相反二进制状态下测得的。的差的幅值应手0·4伏。
3.1.3短路测量(图3)
将发送器输出端与发送器电路地短路，在任一二进制状态下，流过发送器每一输出端的电流（1。和Ib）幅值均不超过150毫安，3.1.4断开电源测量（图3)
在断开电源的情况下，在每一个发送器输出端和发送器电路地之间施范围在一0·25伏～+6伏之间的电压，发送器输出漏电流（Ix和1）幅值不应超过100微安。3.1.5输出信号波形（图4)
在发送器输出的交变二进制状态（1一0一1-0等）变换期间，在发送器输出端之间的测试负载100欧姆±10%两端测得的差分电压应为：电压在0.1Vss和0.9Vss之间单向变换，变换过渡期为单位间隔的0.1倍或20纳秒之内（取较大的一个值)，此后，信号电压的变化应不大于稳态值Vss的10%，直到发生下一个二进制变换为止.并且V，或V的瞬时值决不应超过6伏，也不小于2伏。V，定义为在发送器输出的两个稳态值之间的电压差。
3.2负载特性
如图2所示，负载由一个或几个接收器（R）和一个可选的电缆端接电阻（Rt）构成，不带有可选的电缆端接和失效保护装置的一个单接收器的电气特性，是依图5～7所示的和3.2.1条～3.2.5条中所说明的各项测量方法来确定的。一个符合这些要求的电路形成一个差分接收器。它具有较高的输人阻抗（4千欧)，一0.2伏～+0.2伏之间的低输人门槛转换区，并且允许内部的偏置电压不超过绝对值3伏。多接收器和对于专门应用的具有失效保护的装置在3.2.7条所定的限制范围内允许作为负载．用在平衡电路负载中的接收器“QJ1516-88不平衡电压数字接口电路的电气特性\中对不平衡接口电路所作的规定在电气上是一致的。此内容来自标准下载网
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发送器输出信号波形
t一可用的数据信号速率的单位间隔持续期当tg>200ns时t,<0.1tb
当<200ns时<20ns
V=稳定状态电压差
V.=IV,-v,
3.2.1输入电流一电压测量（图5)QJ1515-88
输人电压Va（或V）在-10伏～+10伏范围内，此时V（或Via）保持为0伏（地），所引起的输人电流Ia（或I）将保持在图5所示的阴影范围内．这些测量对接收器的电源接通和断开两种状况都适用。+3.25mA
接收器输人电流电压测量
3.2.2输入灵敏度测量（图6)
在输入共模电压（V）一7伏～+7伏范围的情况下，接收器应正确地呈现一个预定的二进制状态所要求的差分输人电压并不高于200毫伏。共模电压（Vcm）定义为：在接收器输人端（A和B）相对于接收器电路地（C）的两个电压的代数平均值，V,的极性转换将使接收器呈相反的二进制状态在差分输人信号幅值为：200毫伏～6伏的范围内，要求接收器能保持正确的操作。在接收器任意一个输人端和接收器电路地之间出现的最大电压（信号加共模电压）应不超过10伏（幅值)，在此范围内不引起接收器操作失误另外，当在接收器输入两端加上12伏的最大差分信号时应能正常工作。注：终端硬件的设计者应该知道，缓慢的信号变换加上噪声，可能在接收设备中引起不稳定或振荡情况，所以应采用一些适当的技术来防止这种情况，例如，可以在接收器中使用滞后作用以帮助防止这种情况。
+200my-
-200my
3.2.3输入平衡性测量（图7)
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跃变区域
接收器输入灵敏度的测量
最大工作范围
从B到A'测量
得到的电压
接收器输人电压一电流特性和偏置电压的平衡性应该为：当400毫伏的差分电压（V）通过500欧姆±1%的电阻加到每一个输人端（如图7所示），并且V值在-7伏～+7伏之间变化时，接收器应保持预期的二进制状态。5009
3.2.4电缆端接
接收器输人平衡测量
是否使用电缆端接电阻（R）取决于接口电路所处的特定环境，见3.2.7条对整个负载阻抗所作的限制，
3.2.5多接收器
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驱动器有能力提供可驱动多达10个并行连接的接收器直流信号，多个驱动器的实际安排需考虑到：短接线的长度，失效保护网络、端接电阻的设置、数据速率、接地等因素。若选择不当就可能降低负载的动态特性，对特定的应用来说，实际安排必须包括前述特性的考虑，但这不属于本标准的范围。3.2.6失效保护的操作
使用平衡电压数字接口电路电气特性的其它标准和规范，可能要求些特点交换电路对某些故障情况实现失效保护，这些故障情况可以包括下列中的一个或几个：3.2.6.1发送器处于电源断开状态，3.2.6.2接收器没有与发送器相连接，3.2.6.3互连电缆开路.
3.2.6.4互连电缆短路.
3.2.6.5加到负载上的输入信号在变换区域内（±200毫伏），保持了一个异常的时间周期(与应用有关)。
当特定的应用要求对上述故障情况之一或几个进行检测时，在负载上要有附加装置，并应确定下列内容和作出决定：。哪些交换电路要求故障检测.
b。必须检测什么故障。
c。当检测到一个故障时，必须采取什么措施。例如：接收器必须呈现哪一个二进制状态？
故障状态的检测方法与应用有关，故不作进一步的规定，3.2.7总的负载特性的限制
总负载包括多个接收器、失效保护装置和电缆端接电阻，在其输人点（如图2中A和B）之间阻值应大于90欧姆，或者在不使用电缆端接电阻时，阻值应大于400欧姆，并且，为使所有的接收器得到预期的二进制状态，所有要求的差分输人电压应不大于200毫伏，
3.3互连电缆特性
互连电缆的特性不作规定，为了保证正确的操作，应该使用双线电缆。所用的任何互连电缆的性能必须能保持特定应用所要求的必需的信号质量若系统考虑认为必要时，可— 10 -
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