斜率在电子中应用一种改进型高速1553B总线发送器斜率控制电路|上海羊羽卓进出口贸易有限公司

一种改进型高速1553B总线发送器斜率控制电路

作者： 刘士全，唐海洋，顾林作者单位： 中科芯集成电路有限公司，江苏无锡214072。摘要： 传统的1553B总线通信速率为1 Mb/s，难以满足目前电子设备对通信总线高速率的要求。设计了一种新型的发送器斜率控制电路，并应用于高速1553B总线发送器芯片，提升了发送器的速率，改善了总线波形质量。测试表明，采用本文设计的改进型1553B总线发送器，通信速率最高可达4 Mb/s，达到现有标准速率的4倍，性能提升效果显著。引言：

MIL-STD-1553数据总线因其高可靠性等诸多优点被广泛应用于武器装备，实现传感器、各个分系统的信息共享与传输[1-2]。但随着软件技术的革新和更快处理器的诞生，传统1553B仅仅1 Mb/s的数据传输速度已无法满足现代武器装备研发的需求[3]，这也就催生了很多更高更快的通信方式，如时间触发网络(TTE)和FC-AE-1553。

近年来，时间触发网络的提出，在传统以太网的基础上增加了时间同步机制和流量调度算法，具有低误码率、低延时、高带宽、高速率等优势，能够适用于未来航天技术的需求[4-5]，但时间触发网络还处在协议完善阶段，离投入实际应用还需要时间；FC-AE-1553在光纤传输的基础上定义了对MIL-STD-1553的上层协议映射，使其达到高速率的同时兼顾稳定性[6]，但FC-AE-1553需要改变其物理层，不同形式的信道，其组网方式和连接介质均需重新选择和改变，这也就导致了研发成本的上升[7]。

因此，高速1553B通信的设计是一个行之有效的方式，在提升通信速率的同时，保留了组网方式、连接介质的一致性，降低了武器装置研发的成本[8]。业内对高速1553B总线的研究也日趋增多，文献[9]介绍了2 Mb/s速率1553B总线仿真卡的软硬件设计与实现；文献[10]提供了一种4 Mb/s速率1553B总线测试平台的实现方法，该测试平台能够支持4 Mb/s速率1553B的电气特性参数和总线协议功能测试。

文章来源：《电子技术应用》杂志9月刊 点击下方 阅读原文 ，下载论文PDF

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电子表面旋转以太风的斜率

由于地球在以太中飞行速度为光速c，那么地球表面物体中的电子在以太中飞行速度也可以近似为光速c，根据刚体粒子自旋定律，刚体粒子在以太中飞行时一定会产生自旋，自旋速率始终与它的飞行速率相同，旋转轴始终与它的飞行方向保持平行。将电子假设为半径r0的刚体粒子，那么电子的自旋速率为c，由于旋转速度越快，电子前方切面和后方切面的以太越稀薄（切面面积等于πr0²），如果电子的前后方切面处形成了超真空（超真空是指连以太都没有），那么电子在以太中飞行时的阻力将大大降低，而且根据《引力本质原理及其数学推导证明》可知，引力场是由于粒子在以太中飞行时持续压缩以太而产生的，所以电子前后切面的超真空面积越大，以太被压缩的比例就越小，那么引力场强度就越小，由于我们所处地球已经存在了很多亿年，相当于部分电子在以太中飞行了很多亿年，且电子周围的引力场加速度远远小于它的电场加速度（电子的电场加速度就是其周围旋转以太风的向轴加速度），说明电子在以太中飞行的阻力极其小，也就是说电子前切面流过“赤道”的以太风斜率极其接近0，如下图所示：

图中绿线与电子在以太中飞行方向平行，将绿线的斜率设为0，可以看出从“赤道”及其附近擦边而过的以太风的斜率为x/r0（本文不区分斜率的正负值），前后切面的以太风流通面积均可以近似为2πr0*2x = 4πr0x，以太风到达“赤道”位置时流通面积被压缩到极限接近0，可以将流通过程近似为上图中的右侧图，根据之前篇章推导出的以太风做圆锥形流动的三维加速度为3/2*πr²v²/h (πr²是圆锥底面积，h是圆锥的高)，可以得出粒子前切面或后切面的三维加速度 = 3/2*(4πr0x)c²/r0 = 6πxc²，前后两个切面的三维加速度之和 a3d = 12πxc²，根据之前篇章可知半径为x的刚体粒子以速度c在以太中飞行时，假设其自旋为0，那么它周围三维加速度也等于12πxc²，由于球形流动的三维加速度等于6πrv²，且球形流动的三维加速度是定值常数，所以 a3d = 6πrv² = 12πxc²（必须要看完引力篇才能理解），也就是说可以将图中前后两个截面所产生的三维加速度之和等效看作半径为x、自旋为0的刚体粒子以速度c在以太中飞行时所产生的三维加速度，可得出v = √(a3d/6πr) ，引力场加速度a = dv/dt = √(a3d/6π) *[-1/(2r√r)]*dr/dt = v√r*[-1/(2r√r)]*v = -v²/2r（本文只取加速度的正值，后续不再重复说明），由于6πrv² = 12πxc²，可得v²r = 2c²x，根据牛顿第二定律以及万有引力定律，可得出两电子之间的万有引力F = ma = mv²/2r = mv²r/2r² = mc²x/r² = Gm²/r²，可得出x = Gm/c²，将斜率x/r0用tanθ来表示，那么斜率tanθ = x/r0 = Gm/c²r0 ≈ 2.4*10^-43（之前篇章有推导出电子半径r0 = e²/4πε₀mc² ≈ 0.00000000000000281），可以看出斜率极其小。

根据之前篇章可知，电子旋转轴的径向距离r处的旋转以太风向心加速度为c²r0/r²（线段r与电子旋转轴相垂直，如果不垂直则需要进行矢量叉乘，不展开讲了），c²r0/r²也是r处的电场加速度，由于电子周围引力场加速度为Gm/r²，可得出r处的引力加速度与电场加速度的比值 = (Gm/r²)/(c²r0/r²) = Gm/c²r0 = x/r0 = tanθ，所以流向电子“赤道”的以太风斜率tanθ等于刚体粒子径向距离r处的引力场加速度与电场加速度的比值。(这里说明一下，也可略过，质量为m的物体或者粒子，其周围引力场强度可以用Gm/r²来表示，Gm/r²也是r处的引力加速度；按理电场强度也应该用r处的电场加速度来表示，比如电子旋转轴的径向距离r处的电场加速度为c²r0/r²，按理电子的电场强度也应该为c²r0/r²，但由于某些原因，物理学界并没有采用这种方式，而是将电子的电场强度表示为e/4πε₀r²，如果用c²r0/r²来表示电子的电场强度，那么电子的引力场强度与电场强度的比值就是流向电子“赤道”的以太风斜率tanθ，也是电子表面旋转以太风圆筒内壁的斜率)。

由于c速自旋的刚体粒子径向距离r处的电场加速度为c²r0/r²，那么当半径相同自旋相反的两个刚体粒子在以太中飞行速度相同时，它们之间的电场力F1 = ma1 = mc²r0/r²，它们之间的万有引力F2 = ma2 = m*Gm/r² = Gm²/r²，F2/F1 = (mc²r0/r²)/(Gm²/r²) = Gm/c²r0 = tanθ ，所以刚体粒子表面旋转以太风圆筒内壁的斜率tanθ也等于两刚体粒子之间万有引力与电场力的比值。

由于F2/F1 = Gm/c²r0 = tanθ ≈ 2.4*10^-43，且已假设电子为刚体粒子，可得出电子半径r0 = Gm/tanθc² ≈ 2.81*10^-15，两电子之间的万有引力F = c²r0tanθ/r² = Gm/r²。