asi总线的信号传输系统

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1、ASI总线的信号传输系统2008-07-2109:38ASI（Actuator-SensorInterface）是用于在控制器（主站）和传感器/执行器（从站）之间进行双向、多站点数字通信的总线网络，它由主站、从站、传输系统3部分组成，而传输系统又由两芯传输电缆、ASI电源和数据解耦电路构成。1传输电缆　　ASI总线推荐使用的电缆型号为CENELEC或DINVDE0281[CENE-90]，并且要标明HO5VV-F2x1.5,这是一种两芯、横截面积为1.5mm2的柔性电源线，它既便宜又随处可见。另一种是具有相同电特性的ASI专用扁平电缆，它在安装上非常方便。因为ASI电缆既要传输信号又是要提供电

2、源，所以在选择电缆时必须注意两个方面的技术指标：第一是通信频谱特性，第二是直流阻抗特性。在认为有较大干扰的情况下，则需要选择使用屏蔽电缆，如型号为（N）YMHCY-02x1.5的电缆，但它也必须满足规定的频谱特性要求。特别要注意的是屏蔽层在ASI电源端只能接地，而不能接在ASI+和ASI-端。　　ASI电源的电压为29.51-31.5VDC，每个从站向传感器/执行器提供的电源电压VDC（+10%或-15%）。在一个ASI总线系统中，ASI电源可给31个从站提供的最大电流为2A，因此每个从站平均消耗的电流为65mA。如果从站带动的执行器功率较大，所需电流大于65mA时，则必须外接辅助电源。整个系

3、统允许在ASI电缆上的最大压降为3V，因此电缆的横截面积不能小于1.5mm2，这样才能保证网络中每个从站都能得到规定的电压值。　　ASI电缆的等效电路模型，分为两芯电缆和带屏蔽层两芯电缆两种模型。电阻（R’）、电容（C’）、电感（L’）和电导（G’）值为ASI电缆的等效参数。传输速率为167Kb/s时，两芯电缆总的极限参数范围为：R’=20-50mΩ/m，L’=200-600nH/m，C’=35-70pF/m，G’=1-3µS/m。在同样的传输速率下，带屏蔽层的两芯电缆的极限参数为：R’s=10mΩ/m，Ls’=800nH/m，Cs’=300pF/m，Gs’=15µS/m。　　ASI电缆的复数

4、阻抗与传输速率之间的关系对系统的响应特性具有十分重要的意义。在传输速率为167Kb/s时，阻抗为80-120Ω，而低于或高于167Kb/s时，阻抗会迅速下降，因此当采用167Kb/s的传输速率时，将得到最大的信号幅值。2信号调制过程　　ASI信号在传输前要进行调制，采用什么调制方法要考虑诸多的因素。例如附加在电源电压上的传输信号必须是交变的；主站和从站之间的双向通信要求双主都能够产生简单、有效和节省时间的窄带传输信号；使用非屏蔽电缆时不应有太多的干扰等等。ASI信号的调制采用交变脉冲调制方式（APM），这是一种在基频进行调制的串行通信方式。　　主站发出的请求信号位序列首先转换为能执行相位变换的

5、位序列，即曼彻斯特II编码，这样就产生了相应的传输电流。当传输电流通过电感元件时会产生电压突变，就产生了请求信号电压。每一个增加的电流产生一个负电压脉冲，而每一个减小的电流产生一个正电压脉冲，通过这种方法从站很容易得到请求信号。因为信号是叠加在电源上的，所以信号电压有时会大于从站的电源电压。在从站内并不需要电感元件，这就使得智能型传感器/执行器上的带有SlaveChip元件的一体化从站电路更小、更简单、更经济。在从站中接收电缆上的请求信号电压并转化为初始的位序列，就完成了一次主站向从站的请求信号的转换过程。　　信号传输的电压脉冲被设计成正弦平方波方式，但要考虑到低频干扰的影响，通过选择合适的传

6、输波形可以提高可靠性。经过这种调制后的信号在规定的拓扑结构中，每两位脉冲信号的间隔只有6μs。3电源和数据解耦　　ASI电源和与之相连的数据解耦电路，ASI电源可以提供29.5-31.6VDC电压，完全满足国际电工委员会（IEC）对安全隔离低电压的技术要求，最大可输出2A电流，并具有可靠的短路过载保护。数据解耦电路由两个50μH的电感和两个39Ω的电阻相互并联组成，通过电感可以将传输信号的电流脉冲转变为电压脉冲，同时它还具有防止数据传输频率信号经过电源而造成短路的作用，两个电阻代表了网络的边界终端。为使电路信号噪声最低，必须采用高对称性的电路结构，两个电容CE和两个电感L应完全相等，接地点要可

7、靠接地，若采用屏蔽电缆，屏蔽层也应接到地上。如果2A电流仍不能满足从站的要求，就必须采用带有辅助电源的从站模式或使用带有附加电源的中继器。4访问方式和报文　　ASI总线系统为主从结构，采用请求-应答的访问方式。主站先发出一个请求信号，信号中包括从站的地址。接到请求的从站会在规定的时间内给予应答，在任何时间只有1个主站和最多31个从站进行通信。一般访问方式有两种：一种是带有令牌传递的多主机访问方式；