Перейти к содержанию

Искажение длительности импульса (PWD)

Если фронт импульса проходит через оптопару или изолятор с одной задержкой, а спад — с другой, импульс на выходе становится длиннее или короче входного. Эту разность задержек называют искажением длительности импульса. Именно она, а не сама задержка, ограничивает скорость передачи данных.

Обновлено Редакция GAW

Искажение длительности импульса (pulse width distortion, PWD) — модуль разности задержек распространения фронта и спада: |tPLH − tPHL|. Если задержки разные, импульс на выходе становится длиннее или короче входного на эту величину.

Пример по даташиту Vishay для 6N137 при токе светодиода 7,5 мА и нагрузке 350 Ом:

ПараметрЗначение
Задержка tPLH (выход в единицу)50 нс типично, до 90 нс при 25 °C
Задержка tPHL (выход в ноль)40 нс типично, до 90 нс при 25 °C
Искажение |tPLH − tPHL|10 нс типично
Разброс между экземплярами tPSKдо 40 нс

По руководству Vishay AN71 именно искажение определяет наибольшую скорость передачи: оно действует на сигнал как дрожание такта. Постоянная задержка лишь сдвигает поток данных, а искажение меняет длительность каждого бита. На скорости 10 Мбит/с бит длится 100 нс, и каждые 10 нс искажения — это 10 % бита. AN71 также отмечает, что искажение меняется с током светодиода и температурой, поэтому в расчёте худшего случая берут наибольшее значение.

Для асинхронных интерфейсов вроде UART приёмник считывает бит в середине, поэтому допустимое искажение — заметная доля длительности бита на выбранной скорости. У медленных оптопар с фототранзистором сами задержки измеряются микросекундами — подробнее в статье «Оптопара».

Частые вопросы

Почему искажение длительности важнее задержки?

Постоянная задержка просто сдвигает весь сигнал во времени, и приёмнику это не мешает. А разность задержек фронта и спада меняет длительность каждого импульса: при скорости 10 Мбит/с бит длится 100 нс, и искажение в 40 нс съедает почти половину бита. По Vishay AN71 именно искажение определяет наибольшую скорость передачи.

Как оценить влияние PWD на скорость передачи?

Сравнить искажение с длительностью бита: при скорости 10 Мбит/с бит длится 100 нс, и искажение 10 нс — это 10 % бита, а 40 нс — уже 40 %. Допустимая доля зависит от того, в какой момент приёмник считывает бит. Для худшего случая берут наибольшее значение из даташита и учитывают, что по Vishay AN71 искажение меняется с током светодиода и температурой.

Чем искажение длительности отличается от разброса задержек?

Искажение — разность задержек фронта и спада у одного прибора. Разброс задержек (skew, tPSK) — разность задержек между разными экземплярами при одинаковых условиях: у 6N137 по Vishay — до 40 нс. Разброс важен, когда параллельно передают несколько сигналов, например данные и такт.

Источники

  1. Vishay. 6N137, VO2601, VO2611: High Speed Optocoupler, 10 MBd (doc. 84732, Rev. 2.3, 23-Apr-2024) — с. 4 — tPLH 50 нс и tPHL 40 нс типично, до 90 нс при 25 °C; искажение длительности |tPLH − tPHL| 10 нс типично; разброс задержек между экземплярами tPSK до 40 нс
  2. Vishay. Application Note 71: 10 MBd High-Speed Optocoupler Design Guide (doc. 83747, Rev. 1.4, 04-Jun-2014) — искажение длительности — разность tPHL и tPLH; определяет наибольшую скорость передачи; действует как дрожание такта; меняется с током светодиода и температурой

Нашли ошибку?

Смотрите также