1-wire网络的电缆选择与保护
1- 1-wire网络的电缆选择与保护
1 选择电缆
  1-wire网络包含三个部分:主机或模块、电缆、以及1-wire器件。在主机和1-wire器件之间的电缆可以通过数据线上的电感、电阻及电缆电容进行等效建模，其电缆电容一般为电缆长度与线长比容的乘积,一般5类双绞线的比容为50pF/m。同样，电缆的电阻是线路长度乘以每条导线第米的等效电阻。1-wire器件通常可以通过其输入电容(Cin)、固定放电电流(Idisc)、寄生电源电路(Di、Ri、Cload)及其在通信时的10μA的空闲电流来保持其接口与通信协议同步,当1-wire端口晶体管导通时,其标称阻抗于100Ω。而当总线被置为0.4V的逻辑低电平时通常可吸入4mA的电流。
  电缆是连接主机和1-wire从机器件的媒介,其物理属性在很大程度上直接影响网络的传输质量,对于30米之内的短距离电缆,阻抗特性的负面影响可能还不太明显,因此是否选择有源上拉的1-wire网络并不重要。即使是扁平的标准电话线电缆也可用于1-wire器件数量有限的网络连接。但是1-wire网络总线越长,电缆的影响就越明显,电缆的选择也就变得更加重要。
  任何电缆都会表现出传输线效应,实际电缆的电阻、电容和电感参数有所不同,这些参数由电缆的几何形状、电缆尺寸、导线的间距及其绝缘层决定,同时也确定了电缆的特性阻抗和能够支持的信号带宽以及传输速度,特别是电缆阻抗降低了逻辑“0”电平的噪声裕量。尽管对于总的电缆长度来说100Ω的特性阻抗是可以接受的,但参数范围在30pF/m--100pF/m的电缆电容会增加MicroLAN驱动器的容性负载,这不仅增大了网络时间常数(t),同时在主机晶体管导通或总线放电时也增大了电缆上的尖峰电流。
  如果晶体管在电容中的储存电荷完全放电之前切换,电缆中的残余电流将导致电缆上出现瞬间的电压尖峰信号,该电压尖峰信号,将会干扰正常的通信。当总线下拉晶体管和有源上拉关闭时,电缆中残余电流应当注意在每种情况下所生成的尖峰信号都是反向的。
  在电缆的远端,当下拉晶体管关闭时,由于其感应电压的尖峰信号为负极性,因此最靠近电缆终端的1-wire器件将得到反向偏置而使二极管反偏。从而使该1-wire器件不能应答主机。这种感应电压主要是由差分电感产生的,将两条导线的终端短接、可从电缆输入端测得这个差分电感。虽然这种差分电感远远低于单根导线的电感(理想情况下可忽略)。但是随着两个导体之间距离的增加,还是建议使用密度较大的双绞线电缆。因为在两根导线中互为反向滚动的电流可以相互抵消从而抑制干扰信号的影响,同时,双绞线还有助于减少附近干扰源的耦合信号。