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了解MIL-STD-1553B总线

经过艾梅Kalnoskas|2021年2月17日

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作者:Duane Teachout, Cinch Connectivity Solutions产品经理

尽管有超过50岁,但MIL-STD-1553B总线仍然广泛使用,这可能是因为它真的擅长工作。如果您是标准的新功能,请继续阅读以了解有关其功能的更多信息,术语使用以及如何充分利用协议。

它仍然流行的一个原因是它是如此的可靠。考虑到在过去的50年里,公交车的使用环境变得越来越具有挑战性,这一点非常重要。我们可以将这种可靠性归因于许多因素,但尤其是数据速率、协议和使用隔离来增强其鲁棒性。

数据速率:MIL-STD-1553B串行总线的数据速率为1 Mbps,或每秒100万位。考虑该总线仅用于用于命令和控制,而不是用于流媒体的多媒体数据,此数据速率超过了足够的数据速率。

协议总线基本上是设备之间的串行链路(参见下面的设备类型),它携带数据包。包之间的间隔不小于4μs,每个包由16位(字)数据组成,使用一种称为曼彻斯特码的自时钟方案进行编码。每个比特的宽度为0.5μs,前两个脉冲的持续时间为1.5μs,这将它们分开作为包的“头”。在末端钉有一个奇偶校验位。多年来,这个简单但健壮的协议已经证明,对于最苛刻的应用,如军事、国防和航空航天,MIL-STD-1553B仍然是最常见的。

隔离尽管该标准确实允许直接耦合,但它也指出,如果可能的话,应该避免直接耦合,并且首选的方法是使用变压器耦合。这将向总线的每个部分(或Stub)添加直流隔离(参见下面的更多术语和定义)。在耦合器内部使用变压器来提供隔离,因为它引入了容错和共模抑制。另一方面,直接耦合不提供这种保护。这很重要,因为系统中的任何地方的故障都可能导致整个总线故障。这可以通过使用隔离来避免。

虽然相对简单,基于MIL-STD-1553B标准的系统将包括几个不同的设备,每一个都是非常仔细定义的。这里有一些条款,你可能会遇到时,查看技术和供应商提供他们。

MIL-STD-1553B总线连接器示例(图片:Bel Fuse)

终端:任何连接到总线上的设备实际上被称为终端。几种类型的终端定义的标准,包括总线控制器(控制系统上的数据流),总线监视器(这是任何设备旨在从总线接收数据)和远程终端(其他设备没有被分类为一个总线控制器或总线监视器)。系统的其余部分提供终端之间的互连。

存根:存根是系统的其他其他部分的方式,包括远程终端,总线控制器和总线监视器是互连的。存根基本上是两个设备之间的有线连接,其中一个是总线耦合器(见下文)。

总线耦合器:总线耦合器是任何MIL-STD-1553B系统的关键部分,因为它使添加/拆除终端。系统的所有各个部分都将使用总线耦合器互连,因此这通常也将找到变压器隔离的位置。总线耦合器采用各种尺寸,具体取决于它们提供的存根/连接数。每个总线耦合器都基本上提供了一种轻敲路由的方法,因此它必须包含输入和输出来传递总线。另外,它可以包括许多存根连接。BEL提供一系列隔离的总线耦合器,可为特征1,2,3,4,5或8个存根连接。

电缆:终端将通过使用电缆通过存根连接到总线。所使用的电缆类型将决定系统的整体性能,基本上由于每个电缆跨度引入的衰减。虽然标准在系统的长度或大小上设置了上限,但衰减最终将导致串行总线落在信号上升时间的范围之外,这是由标准设置的。因此,重要的是选择具有最佳性能的电缆,在阻力和终止方面。

连接器:访问公共汽车的任何地方都需要连接器。该标准没有定义所使用的连接器类型,但它确实定义了它们必须提供的屏蔽级别。BEL提供广泛的连接器组合,适用于MIL-STD-1553B系统,以及完整的MIL-STD-1553B电缆组件。

适配器:构建完整的系统需要所有上述组件,阻抗匹配,以提供定义的总线长度的最佳性能。作为标准的景点的一部分,它的扩展能够在需要时添加新设备,适配器提供了一种使用不同连接器类型的存根和电缆组件的方式。例如,BEL提供的适配器范围包括Triax-to-Twinax适配器,每个侧面都有连接器的元件。

终结者:必须使用具有与所使用的电缆匹配的终结器终止总线的每个末端。该标准允许这里的一些灵活性,因此由于此原因,来自同一供应商的MIL-STD-1553B总线系统所需的所有组件都将提供一定程度的保证,所有组件都将被阻抗匹配。

MIL-STD-1553B总线在要求高可靠性的应用中仍然很受欢迎,因为它基于良好的工程实践并使用最好的技术实现。当观察围绕MIL-STD-1553B标准演变的生态系统时,重要的是要考虑该标准规定了什么和没有规定什么;对于军事、国防和航空航天应用至关重要的标准来说,它提供了相当大的灵活性。选择一家了解这一点并提供完整解决方案组合的供应商,将使制造商在将新系统推向市场时具有竞争优势。


了下:连接器技巧
标记:belfuse

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