通信原理实验四RS422

本科实验报告实验名称：RS232与RS422接口实验

RS422接口实验

一、实验目的

熟悉RS422的基本特性和应用

二、实验仪器

1、ZH7001通信原理综合实验系统一台

2、20MHz双踪示波器一台

三、实验原理

一个数据通信设备在与外部进行信息交换时，一般是通过数据接口进行。在数据接口中主要是传输两类信息：（１）数据；（２）时钟。有时也只有数据信息而没有时钟信息，这时时钟信息将由接收端从接收数据流中提取出来。数据接口的设计取决于应用场合。复杂的接口可包括物理层、链路层等，简单的只包括物理层：即物理结构与信号方式的定义（信号的传输方式）。在信号传输方式方面，目前可选的种类很多：TTL、RS232、RS422、V35、ECL等。信号传输方式的选择与信号的速率、传输距离、抗干扰性能等有关。对于低速、近距离信号的传输可采用TTL方式，对于一般略高速率、距离较近时可选用RS232方式。随着距离的增加、信号速率的提高可采用RS422、V35等信号方式，对于很高的信号速率通常采用ECL信号接口方式。RS422是电气设备之间常用的数据接口标准之一。采用平衡接口传输方式，当− +− o o V V为正时，为数据0，当− +− o o V V 为负时为数据1。在通信原理综合实验系统中，RS422接口采用接口专用集成芯片SN75172与SN75173。SN75172完成由TTL->RS422的电平转换；SN75173完成由RS422->TTL的电平转换。该功能的电原理框图如图8.1.1所示。在该模块中，测试点的安排如下：

1、TPH01：发送时钟

2、TPH02：接收时钟

3、TPH03：接收数据

4、TPH04：RS422译码输出

其余测试点安排在JH02连接头的外部自环接头上。自环连接头的制作见图8.1.2。

四、实验步骤

准备工作：为便于引入观测信号，将来自解调器的数据送往RS422端口进行测试，测试系统连接参见图8.1.3所示。首先建立射频信道自环；将汉明编码模块内工作方式选择跳线开关SWC01中的汉明编码使能开关H_EN短路器拔除，汉明译码模块内工作方式选择跳线开关KW03中的汉明译码使能开关H_EN短路器拔除，让汉明编码/译码模块处于旁通状态；通过菜单选择让系统运行在BPSK （或FSK）方式。

1. 发送数据测试

从汉码编码模块选择m序列（序列选择方法见汉明编码实验一节），用示波器同时观测汉明编码模块的发送数据测试点TPC05和同步数据接口模块输出数据测试点TPH03。正常情况此两点波形码应该一致。否则检查解调器眼图、调制器眼图、自环测试电缆、相关跳线开关设置等。

图1 TPC05和TPC03

2. 测试TTL→—RS422转换特性

插上自环连接插头（在老师指导下，用短路器或10针排线连接头由同学自己制作），用TPH03数据作示波器同步，观测RS422自环插头上的测试点TPH0A、TPH0B波形信号，分析信号特征，记录测试结果。

图2 TPH03和TPH0A 图3 TPH03和TPH0B 分析：通道1为TPH0A,通道2为TPH03，可以观察到TPH0A与TPH03波形幅值相反，相位相同，且脉冲上没有抖动。TOH0B与TPH0A波形相同。

3. 测试RS422→—TTL转换特性

插上自环连接插头，用示波器同时观测测试点TPH03和TPH04数据波形，测量时用TPH03同步。观测经RS422转换为TTL后的信号波形。

图4 通道1TPH04,通道2TPH03

思考：如果将测试头上信号线连接成④→⑥、⑧→②，测试点TPH03和TPH04数据波形将会发生什么变化？

分析：TPH03波形不变，TPH04波形与TPH03波形相同。

五、思考题

1、阐述RS422接口特性；

答：RS-422标准全称是“平衡电压数字接口电路的电气特性”，它定义了接口电路的特性。RS-422四线接口由于采用单独的发送和接收通道，因此不必控制数据方向，各装置之间任何必须的信号交换均可以按软件方式（XON/XOFF握手）或硬件方式（一对单独的双绞线）。RS-422的最大传输距离为4000英尺（约1219米），最大传输速率为10Mb/s。其平衡双绞线的长度与传输速率成反比，在100kb/s 速率以下，才可能达到最大传输距离。只有在很短的距离下才能获得最高速率传输。一般100米长的双绞线上所能获得的最大传输速率仅为1Mb/s。RS-422需要一终接电阻，要求其阻值约等于传输电缆的特性阻抗。在短距离传输时可不需终接电阻，即一般在300米以下不需终接电阻。终接电阻接在传输电缆的最远端。

RS232接口实验

一、实验目的

熟悉RS232接口的基本特性和应用

二、实验仪器

1、ZH7001通信原理综合实验系统一台

2、20MHz双踪示波器一台

三、实验原理

数据通信设备与外部进行信息交换时，一般是通过数据接口进行。在数据接口中主要是传输两类信息：（１）数据；（２）时钟。有时也只有数据信息而没有时钟信息，这时时钟信息将由接收端从接收数据流中提取出来。数据接口的设计取决于应用场合。复杂的接口包括物理层、链路层等，简单的只包括物理层：即物理结构与信号方式的定义（信号的传输方式）。在信号传输方式方面，目前可选的种类很多：TTL、RS232、RS422、V35、ECL等。信号传输方式的选择与信号的速率、传输距离、抗干扰性能等有关。对于低速、近距离信号的传输采用TTL 方式，对于一般较高速率、距离较近时可选用RS232方式。随着距离的增加、信号速率的提高可采用RS422、V35等信号方式，对于很高的信号速率通常采用ECL 信号接口方式。RS232是电气设备之间常用的串行数据接口标准之一。RS232电气接口具有以下特点：RS232是一种不平衡接口，信号源开路电压小于25V，负载阻抗3000到700 0Ω，负载电容小于2500pF。在接口端电压低于–3V时确定为1，接口电压高于3V时确定为数据0。

RS232电路采用接口专用集成芯片MAX232，其内部含两个独立的收发通道。终端A模块的功能电原理框图如图8.2.1所示。

在该模块中，测试点的安排如下：

1、TPF01（TPG01）：RS232接收数据（RS232→—TTL）

2、TPF02（TPG02）：TTL接收数据（RS232→—TTL）

3、TPF03（TPG03）：TTL发送数据（TTL→—RS232）

4、TPF04（TPG04）：RS232发送数据（TTL→—RS232）

注：括弧内为终端B模块内测试点。

其余测试点安排在JF01连接头的外部自环接头上。自环连接头的制作见图8.2.2。