Senkron mod. Senkron çalışma

Burada verici ve alıcı bağımsız olarak çalışır ve her mesaj çipinin (çerçeve) başlangıcında bir senkronizasyon bit modelini değiştirir. Bir mesaj çerçevesi ile diğeri arasında sabit bir bağımlılık yoktur. Bu, girişin tuş vuruşları arasında uzun, rastgele duraklamalarla gerçekleşebildiği bilgisayar klavyesi gibi iletişim cihazlarına benzer.

Pirinç. 2.13. Asenkron veri aktarımı

Başlangıçta seçilen baud hızı yoklama hızını belirler (Autobaud sistemleri hariç). Saat modelinin merkezini (başlangıç ​​biti) ve süresini doğru bir şekilde belirlemek için, alıcıdaki kanal örnekleme hızı yüksektir, genellikle bit hızının 16 katıdır.

Pirinç. 2.14. Saat Çıkarma

Veri bitleri daha sonra alıcı tarafından, iletilen her bitin ortasına karşılık gelen zamanlarda kanalın yoklanmasıyla belirlenir. for eklenerek tanımlanırlar; başlangıç ​​bitinin ortasından başlayarak bit süresi değerinin her bir sonraki döngüsü. Sekiz bitlik seri iletim için, bu yoklama sekiz veri bitinin her biri için gerçekleşir ve son örnek dokuzuncu zaman aralığında meydana gelir. Son örnek, durdurma bitini belirlemek ve senkronizasyonun mesaj çerçevesinin sonuna kadar sürdürüldüğünü doğrulamak için kullanılır. Pirinç. Şekil 2.15, eşzamansız veri alımı sürecini göstermektedir.

Pirinç. 2.15. Asenkron veri alımı

2.4.4. Senkron iletim

Burada, verici ve alıcı ilk senkronizasyonu kurar, ardından verileri sürekli olarak iletir ve iletim oturumu boyunca bu verileri korur. Bu, verici saat sinyallerinin iletilen veri akışına sürekli kaydedilmesini sağlayan Manchester Kodlaması gibi özel veri kodlama şemaları aracılığıyla gerçekleştirilir. Bu şekilde alıcı, mesajın 4500 bayta (36.000 bit) kadar olabilen son bitine kadar senkronize tutulabilir. Bu, büyük veri çerçevelerinin yüksek hızlarda verimli bir şekilde iletilmesine olanak tanır. Senkronize bir sistem birçok sembolü bir araya toplar ve bunları blok adı verilen sürekli bir akış halinde gönderir. Her bloğun, ilk senkronizasyon ve blok bilgisi için bir başlangıç ​​sınırlayıcısını içeren bir başlığı ve hata kontrolü vb. için bir takip bölümü vardır. Senkron iletim bloğunun bir örneği Şekil 2.16'da gösterilmektedir.

Fiziksel katmanda veri alışverişi yapılırken bilgi birimi bir bittir, dolayısıyla fiziksel katman alıcı ve verici arasındaki bit senkronizasyonunu her zaman korur.

Bağlantı katmanı, veri çerçeveleri üzerinde çalışır ve alıcı ile verici arasında çerçeve düzeyinde senkronizasyon sağlar. Alıcının sorumlulukları arasında çerçevenin ilk baytının başlangıcını tanımak, çerçeve alanlarının sınırlarını tanımak ve çerçevenin sonunu tanımak yer alır.

Verici ve alıcının istikrarlı bir bilgi alışverişi sağlayabilmesi için genellikle bu iki seviyede (bit ve çerçeve) senkronizasyonun sağlanması yeterlidir. Bununla birlikte, iletişim hattının kalitesi zayıf olduğunda (genellikle bu, çevirmeli telefon kanalları için geçerlidir), ekipmanın maliyetini azaltmak ve veri iletiminin güvenilirliğini artırmak için bayt düzeyinde ek senkronizasyon araçları uygulanır.

Bu çalışma moduna denir asenkron veya başla dur. Bu çalışma modunun kullanılmasının bir diğer nedeni, rastgele zamanlarda baytlarca veri üreten cihazların varlığıdır. Bir kişinin bilgisayar tarafından işlenmek üzere veri girdiği ekranın veya başka bir terminal cihazının klavyesi bu şekilde çalışır.

Asenkron modda, her veri baytına özel başlatma ve durdurma sinyalleri eşlik eder. Bu sinyallerin amacı, öncelikle alıcıya verinin geldiğini bildirmek ve ikinci olarak, alıcıya bir sonraki bayt gelmeden önce senkronizasyonla ilgili bazı işlevleri yerine getirebilmesi için yeterli süre tanımaktır. Başlatma sinyalinin bir saat aralığı süresi vardır ve durdurma sinyali bir, bir buçuk veya iki saat periyodunda sürebilir, dolayısıyla durdurma sinyali olarak bir, bir buçuk veya iki bitin kullanıldığı söylenir. , ancak bu sinyaller kullanıcı bitlerini temsil etmemektedir.

Açıklanan mod eşzamansız olarak adlandırılır çünkü her bayt, önceki baytın bit saatlerine göre zaman içinde hafifçe kaydırılabilir. Baytların bu eşzamansız iletimi, alınan verilerin doğruluğunu etkilemez, çünkü her baytın başlangıcında, "başlangıç" bitleri nedeniyle alıcının kaynakla ek senkronizasyonu meydana gelir. Daha fazla "gevşek" zaman toleransı, asenkron sistem ekipmanının düşük maliyetini belirler.

Senkron iletim modunda, her bayt çifti arasında başlatma-durdurma bitleri yoktur. Kullanıcı verileri, önünde senkronizasyon baytlarının yer aldığı bir çerçeveye toplanır. Bir senkronizasyon baytı, alıcıya bir veri çerçevesinin geldiğini bildiren, 0111110 gibi bilinen bir kodu içeren bir bayttır. Alıcının bunu aldıktan sonra vericiyle bayt senkronizasyonuna girmesi, yani çerçevenin bir sonraki baytının başlangıcını doğru bir şekilde anlaması gerekir. Bazen alıcı ve verici arasında daha güvenilir senkronizasyon sağlamak için birden fazla senkronizasyon baytı kullanılır. Uzun bir çerçeveyi iletirken alıcının bit senkronizasyonunda sorunlar yaşayabileceğinden, bu durumda kendi kendini senkronize eden kodlar kullanılır.

Dmitry Ivanov, 10 Aralık 2013

Bu yazıda WoodmanUSB modülünün senkronize çalışma modunu tanıyacağız. Maksimum veri aktarım hızlarını alabileceğiniz yer burasıdır. Bu mod ile daha önce incelediğimiz asenkron mod arasındaki temel fark nedir? Senkron modda okuma/yazma hattına ek olarak ayrı bir saat hattının da kullanılması gerekir ( CLK) ve okuma ve yazma için kontrol sinyallerinin saat sinyaline oldukça doğru bir şekilde zamanlanması gerekir. Bu senkronizasyon sayesinde WoodmanUSB, 220 Mbit/s'ye kadar veri aktarım hızlarına olanak tanır.

Temel bilgilerle başlayalım. Senkron mod için çeşitli seçenekler vardır. Öncelikle dahili ve harici saat ölçümleriyle modun altını çizmek gerekiyor. Harici saatleme ile saat sinyali, modülün CLK hattına (giriş olarak çalışır) harici bir cihazdan sağlanır. Dahili saatleme ile modülün kendisi bir saat sinyali üretir ve bunu CLK hattına gönderir (çıkış olarak çalışır). Harici cihazın saati bu sinyale göre ayarlanır. Modül iki saat frekansı üretebilir: 30 ve 48 MHz.

Şimdi modülün PORTB portu ile senkron modda çalışabilmesi için yazılım seviyesinde yapılması gerekenlere bakalım. Burada her şey çok basit. Sadece gerekli sabiti fonksiyona aktarmanız yeterli WUSB_SetupPortB()- ve okuma/yazma işlevlerini daha önce olduğu gibi hiçbir değişiklik yapmadan kullanabilirsiniz. Wusbdrv.dll kütüphanesi senkron mod için üç sabit tanımlar: sink_mode_external_klk - saat sinyali modüle göre harici olacaktır (CLK modül hattındaki harici cihaz tarafından sağlanır), sink_mode_internal_clk_30mhz - 30 MH frekanslı dahili taktik sinyal Lk) ve sink_mode_internal_clk_48mhz - çok fazla, yalnızca frekans 48 MHz'dir.

//SYNC_MODE_EXTERNAL_CLK 0x0C //SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_30MHZ 0x14 //SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_48MHZ 0x1C WUSB_SetupPortB(SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_30MHZ);

Senkron modda okuma/yazma işlevleriyle çalışmanın, daha önce asenkron modda tartışılanlardan farklı olmadığını bir kez daha tekrarlamama izin verin.

Şimdi saat sinyali ile okuma/yazma kontrol sinyalleri arasındaki "ilişkiyi" gösteren zamanlama diyagramlarına bakalım.

1. Senkron mod. Modülden harici bir cihazla veri okunması

Tablo 1.1

Tablo 1.2

2. Senkron mod. Harici bir cihaz aracılığıyla modüle veri yazılması

Tablo 2.1 Dahili saat ölçümü için senkronize mod parametreleri

Parametre	Tanım	Min.	Maksimum
	Saat periyodu

Tablo 2.2 Harici saatli senkron modun parametreleri

Parametre	Tanım	Min.	Maksimum
	Saat periyodu
	Sinyal ön ayar süresini oku
	Sinyal tutma süresini oku
	PORTB bağlantı noktası hatlarında veri ön ayar süresi
	PORTB port hatlarında veri tutma süresi

Şimdi senkron modda potansiyel aktarım hızlarını göstermek için küçük bir test yapalım. Geçen makalede olduğu gibi ideolojiyi bir kenara bırakalım; aslında verinin kendisini işlemiyoruz, yalnızca okuma/yazma sinyalleri ve bu modda ayrıca bir saat sinyali üretiyoruz. Senkron modun hangi alt tipinde çalışacağımıza da karar verelim. 48 MHz'lik dahili saat ayarıyla kullanmanızı öneririm, çünkü harici saat ayarında her şey daha karmaşıktır; zamanlama özellikleriyle ilgili oldukça katı gereksinimlere uymak gerekir. Test cihazı devresi aşağıda gösterilmiştir. Şekilde görülebileceği gibi, okuma/yazma kontrol sinyalleri, dahili saat ölçüm modunda CLK hattı aracılığıyla modülün "dışarısına" gönderilen saat sinyaliyle çakışır.

Programı önceki makaleden kullanıyoruz. Yapılması gereken tek değişiklik işlevi çağırmak WUSB_SetupPortB() SYNC_MODE_INTERNAL_CLK_48MHZ parametresi ile. Test sonuçlarının ekran görüntüleri aşağıda gösterilmektedir.

Sonuçların hiç de kötü olmadığı konusunda hemfikir olacağınızı düşünüyorum. Toplamda, senkron modun donanım uygulamasında asenkron olana göre belirgin şekilde daha karmaşık olduğunu söyleyebiliriz, ancak kullanımı maksimum veri aktarım hızlarını elde etmenize olanak sağlar. Donanım uygulamasının karmaşıklığı, gerçekte veri iletmek için, taşma durumunda veri kaybını önlemek amacıyla arabelleklerin durumlarının analiz edilmesinin gerekli olmasından kaynaklanmaktadır; daha sonra, izinlerin verilmesi gerekmektedir. çünkü harici cihazın, kontrol sinyallerinin üretilmesinin belirtilen zamanlama özelliklerini ve bunların saat sinyali ile senkronizasyonunu sağlayacak kadar hızlı olması gerekir.

1. Asenkron modların oluşumu ve genel özellikleri

Normal kararlı durumda, paralel çalışma için çalıştırılan senkron makineler senkron olarak çalışır. Senkron mod, tüm elektrikli makinelerin EMF'sinin aynı frekansa sahip olması ve dolayısıyla vektörlerinin aynı açısal hızda dönmesiyle karakterize edilir (Şekil 1a). Stabilitenin ihlali, makinelerin senkronize çalışmasının durmasına neden olur. Bu durumda senkronizasyon dışına çıkan senkron makinelerin EMF'si, senkron çalışan makinelerin EMF'sine göre döner (1b).

Pirinç. 1. a – normal kararlı durum, b – asenkron mod

Uyarma kaybı (1), keskin bir bozulma (2) veya aşırı yüklenmiş bir sistemin (3) küçük bir bozulması sonucu stabilite ihlali meydana gelebilir.

Şekil 2. Uyarı kaybı, ani rahatsızlık, statik stabilitenin ihlali

Karmaşık bir sistemde, sistemin bir kısmında meydana gelen asenkron bir hareketin, bir jeneratörün veya jeneratör grubunun senkronizasyonunun bozulmasına yol açabileceği durumlar olabilir. Bu durum 4.

Pirinç. İstasyon 1 senkronizasyonun dışına çıkar ve ardından istasyon 2'nin sallanması senkronizasyonun dışına çıkmasına neden olur.

Asenkron modda, jeneratör, kaymanın varlığı nedeniyle rotorda akımlar ortaya çıktığından, asenkron bir makinenin ek özelliklerini kazanır. Bu nedenle, basitleştirilmiş bir şekilde, senkron bir jeneratörün asenkron moddaki gücü iki bileşenle temsil edilebilir: senkron Ps ve asenkron Pac. Buna göre türbin, senkron tork Mc ve asenkron tork Mac tarafından dengelenir. Ancak uyarma sargısına voltaj uygulanmazsa senkron güç sıfır olacaktır, yani. Yalnızca asenkron güç olacaktır.

Dikkate alınan kararsızlık durumları için - 1 durumda jeneratör yalnızca asenkron güç üretecektir ve 2,3,4'te - hem senkron hem de asenkron güç üretecektir.

Jeneratörün asenkron gücü, asenkron bir makineye benzetilerek şu ifadeyle bulunabilir:

burada r 2 ∑, x s ∑, sistemin dış direncini dikkate alarak, asenkron bir makinenin eşdeğer devresinin parametreleridir.

Kayma arttıkça asenkron güç artar.

Kayma, açısal dönüş hızları veya elektrik frekansları arasındaki farktır ve buna kayma denir:

ω s =ω 0 - ω 1

burada ω 0 ω 1, elektrikli makinelerin EMF'sinin açısal dönüş hızlarıdır (Bir makine varsa, o zaman ω 0, sistem voltaj vektörünün hızıdır, ω 1, jeneratörün EMF'sidir).

Asenkron modlar, EMF arasındaki açının 0 ila 360 arasında periyodik değişiklikleri, voltaj, akım, aktif ve reaktif güçteki değişiklikler (salınımlar) ile karakterize edilir. Bu tür değişiklikler çok önemli olabileceğinden, EPS'deki eşzamansız işlem normal bir mod değildir ve uzun süre kabul edilemez.

δ değiştiğinde, senkron jeneratörün gücü zaman içinde yaklaşık olarak sinüzoidal yasaya göre değişir. Büyük salınımlar için, asenkron hareketin aksine, P=f(t) bağımlılığında bir düşüş karakteristiktir ve bu, δ 90'ı geçtiğinde ortaya çıkar. Asenkron hareket, senkron gücün işaretindeki periyodik bir değişiklik ile karakterize edilir.

Pirinç. Asenkron hareketin tanımına doğru

Dinamik stabilitenin ihlali nedeniyle jeneratörün asenkron çalışma moduna geçişini düşünelim.

Şekil: Senkron bir jeneratörün asenkron moduna geçiş: normal ve asenkron modda güç özellikleri (eğriler 1,2); kayma ve asenkron torktaki değişiklik (eğriler 3,4)

Elektrik hatlarından birinin aniden kapanmasına ve ardından tekrar açılmasına izin verin. Bu durumda özellik 1'den özellik 2'ye ve geriye doğru bir geçiş meydana gelir. Ancak anahtarlama açısı δ o kadar büyüktür ki, f abcd hızlanma alanı mümkün olan en büyük yavaşlama alanını f def aşmaktadır. δ açısı, δ cr kritik değerini aşıyor. Rotor üzerinde hızlanan bir tork etki etmeye başlar ve bu da δ açısının daha da artmasına neden olur.

Rotor hızı senkron hızdan farklılaşmaya başladığında, artan hız farkıyla birlikte artan kayma ortaya çıkar. Kaymanın oluşması, kaymanın artmasıyla birlikte artan asenkron güç Pac'in ortaya çıkmasına neden olur.

Rotor hızı arttıkça türbin güç regülatörleri çalışmaya başlayarak Pt'yi azaltır.

Belirli bir s ∞ kayma değerinde türbin gücü, ortalama asenkron güç ile dengelenecektir. Pt = Pac (Mt = Mac). Bu koşul, kararlı durum asenkron modunun (strok) başlangıcını belirler.

Uyarma sargısına voltaj uygulanırsa, asenkron tork ve türbin torkunun birbirini dengelemesine ek olarak, senkron tork Ms de jeneratör-türbin miline etki edecektir. Senkron güç titreşimli bir yapıya sahiptir, ortalama değeri sıfırdır.

Şekil. Asenkron modda senkron tork ve kaymanın değiştirilmesi

Senkron güçteki dalgalanmalar, asenkron modda rotor hızında periyodik değişikliklere ve dolayısıyla kayma titreşimlerine neden olur. Kayma smax ile smin arasında değişir.

Stabilite bozulduğunda ortaya çıkan geçiş sürecinde üç aşama ayırt edilebilir: 1) senkronizasyonun kaybı; senkron salınımlar 2) asenkron moda geçiş 3) kararlı durum asenkron moda.

Senkron bir makinenin ağa paralel olarak senkronize bir hızda çalışma moduna denir. senkron.

Armatür sargı fazlarının aktif direncini () ihmal ederek, paralel olarak çalıştırılan çıkıntısız kutuplu bir makineyi düşünelim.

Armatür sargı akımı şuna eşit olacaktır:

Reaktif güçte değişiklik. Senkron kompansatör modu.

Jeneratörü paralel çalışma için açmak için tüm koşullar yerine getirilirse, armatür akımı sıfırdır, makine rölantide çalışır. Senkronizasyondan sonra jeneratörün uyarma akımı arttırılırsa, 90 el'nin gerisinde kalan bir akım ortaya çıkar. dolu (Şekil 3.23, a). Makine ağa endüktif akım ve reaktif güç sağlayacaktır. Jeneratörün uyarma akımı azalırsa, öncü bir akım ortaya çıkar (Şekil 3.23, b). Makine ağa kapasitif akım sağlayacak ve ağdan reaktif güç tüketecektir.

Dirençli yük taşımayan ve reaktif akımla yüklenen senkron makineye denir. senkron kompansatör.

Aktif güçte değişiklik. Jeneratör ve motor modu.

Paralel çalışma için açılan bir makinenin aktif güç üretebilmesi ve jeneratör modunda çalışabilmesi için mil üzerindeki mekanik torkun arttırılması gerekir (Şekil 3.23c). Bu durumda gecikmeli bir akım ortaya çıkar. Jeneratörün aktif güç değeri

Aksine, makinenin rotorunu yavaşlatırsanız, şaftı üzerinde mekanik bir yük oluşturursanız, o zaman EMF açının ve akımın açı kadar gerisinde kalacaktır (Şekil 3.23, d). Bu durumda aktif güç eşit olacak, makine motor modunda çalışacak ve ağdan aktif güç tüketecektir.