以太網(wǎng)用于運(yùn)動(dòng)控制的三個(gè)原因

以太網(wǎng)正成為工業(yè)應(yīng)用中日益重要的網(wǎng)絡(luò)。就運(yùn)動(dòng)控制而言，以太網(wǎng)、現(xiàn)場(chǎng)總線以及其他技術(shù)（如組件互連）歷來(lái)都是相互競(jìng)爭(zhēng)的，用以在工業(yè)自動(dòng)化和控制系統(tǒng)中獲得對(duì)一些苛刻要求的工作負(fù)載的處理權(quán)限。運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用要求確定性（保證網(wǎng)絡(luò)能夠及時(shí)將工作負(fù)載傳送至預(yù)定的節(jié)點(diǎn)），這是確保位置保持所必需的，這進(jìn)而又將確保驅(qū)動(dòng)器的精確停止、適當(dāng)?shù)募铀?減速以及其他任務(wù)。

標(biāo)準(zhǔn)的IEEE 802.3以太網(wǎng)從未達(dá)到這方面的要求。即使全雙工交換和隔離域淘汰了過(guò)時(shí)的CSMA/CD數(shù)據(jù)鏈路層，但它還是缺乏可預(yù)測(cè)性。此外，典型堆棧中的TCP/IP的高度復(fù)雜性并未針對(duì)實(shí)時(shí)流量的可靠傳送進(jìn)行優(yōu)化。因此，現(xiàn)場(chǎng)總線以及帶有基于ASIC的PCI卡的PC控制架構(gòu)一直是常見(jiàn)的運(yùn)動(dòng)控制解決方案。
以太網(wǎng)能夠支持哪些工廠中苛刻的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用；中國(guó)臺(tái)灣以太網(wǎng)測(cè)試配件

確定性適用于運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用

運(yùn)動(dòng)控制依賴(lài)于精確通信。這種精確性通過(guò)使用基于時(shí)隙的調(diào)度來(lái)支持，每個(gè)設(shè)備在調(diào)度策略中都有一個(gè)與其它設(shè)備進(jìn)行通信的調(diào)度表。這些伺服驅(qū)動(dòng)器和控制器計(jì)算出它們各自的時(shí)序，由此可計(jì)算出控制函數(shù)的ΔT值。但是，如果數(shù)據(jù)傳輸變得無(wú)法預(yù)測(cè)，則可能會(huì)丟失結(jié)果，因此需要確定性來(lái)確保環(huán)路的穩(wěn)定性。

以太網(wǎng)能夠支持工廠中苛刻的運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用

在某些情況下，通過(guò)直接集成于英特爾®芯片內(nèi)的加速器電路在EtherNet/IP中實(shí)施IEEE1588，只是以太網(wǎng)解決方案用于強(qiáng)制確定性的一種常見(jiàn)機(jī)制。EtherCAT的高速實(shí)時(shí)處理是運(yùn)動(dòng)控制應(yīng)用中如何實(shí)現(xiàn)始終如一的預(yù)測(cè)性能的另一個(gè)示例。EtherCAT突破了基于PCI的集中式通信的嚴(yán)格物理限制，即要求機(jī)器處理單元和伺服處理器之間可快速通信但需要保持短距離。 USB測(cè)試以太網(wǎng)測(cè)試產(chǎn)品介紹工業(yè)以太網(wǎng)的優(yōu)點(diǎn)有哪些；

千兆以太網(wǎng)前端

典型的以太網(wǎng)前端使用 RJ45 端口，可用于全雙工傳輸。能實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)是因?yàn)檫B接器中包含兩對(duì)信號(hào)線，每個(gè)方向一對(duì)（差分電壓）。IEEE 標(biāo)準(zhǔn)要求RJ45 使用變壓器實(shí)現(xiàn)電氣隔離。變壓器可以保護(hù)設(shè)備免受線路高壓，或者設(shè)備之間的電位差引起的損害。千兆以太網(wǎng)接口的電路

千兆以太網(wǎng)接口分立電路網(wǎng)絡(luò)變壓器（LAN變壓器）是設(shè)備連接網(wǎng)線的接口。在設(shè)備和線纜之間的變壓器能夠提供必須的隔離，同時(shí)匹配阻抗和實(shí)現(xiàn)差分。此外，變壓器還能保護(hù)設(shè)備免受瞬態(tài)干擾，并抑制設(shè)備內(nèi)部、外部線纜和設(shè)備之間的共模信號(hào)，同時(shí)不能影響信號(hào)收發(fā)性能，必須能夠達(dá)到1Gbit/s的數(shù)據(jù)傳輸速率。另外還需要一些器件滿(mǎn)足匹配和電磁兼容(EMC)測(cè)試。

由于在這些接口上，數(shù)據(jù)的速率真正達(dá)到了10Gbps左右，因此對(duì)于測(cè)試的帶寬要求更高。雖然SFP+的規(guī)范中對(duì)于測(cè)試設(shè)備的帶寬要求在12GHz以上，但是考慮到示波器的頻響方式不同，以及現(xiàn)代的芯片比標(biāo)準(zhǔn)制定時(shí)都有更陡的邊沿，使用實(shí)時(shí)示波器進(jìn)行測(cè)量時(shí)建議使用20GHz以上的帶寬。圖7.30是用實(shí)時(shí)示波器進(jìn)行SFP+接口測(cè)試的例子。

為了提高數(shù)據(jù)速率，IEEE還在10G以太網(wǎng)的接口標(biāo)準(zhǔn)上提出了用4路10G信號(hào)傳輸40G以太網(wǎng)信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)，比如40GBase-KR4、40GBase-SR4、40GBase-LR4、40GBase-ER4、40GBase-CR4,如果采用光纖進(jìn)行傳輸時(shí)可能采用的是QSFP+(QuadSmallForm-factorPluggable)的光模塊接口。QSFP+的光模塊電接口一側(cè)采用的標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù)與相應(yīng)的10G以太網(wǎng)接口類(lèi)似，而40GBase-KR4也是用4對(duì)10Gbps的差分線同時(shí)傳輸實(shí)現(xiàn)40Gbps的傳輸速率。因此這些40G以太網(wǎng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)于測(cè)試儀表的帶寬要求也與對(duì)應(yīng)的10G接口要求類(lèi)似，只不過(guò)要測(cè)試的端口數(shù)更多。對(duì)于采用了光口作為以太網(wǎng)信號(hào)傳輸?shù)慕涌冢绻€想進(jìn)行光口的眼圖、抖動(dòng)、消光比、光功率、波長(zhǎng)等的測(cè)試，需要借助相應(yīng)的光采樣示波器、光功率計(jì)等完成，可以參考后面關(guān)于光信號(hào)測(cè)試的章節(jié) 以太網(wǎng)抖動(dòng)測(cè)試中對(duì)測(cè)試電纜的要求；

另外，對(duì)于以太網(wǎng)測(cè)試來(lái)說(shuō)，還需要測(cè)試被測(cè)件的回波損耗(即S11反射參數(shù)),以考量 被測(cè)件的阻抗匹配情況。回波損耗過(guò)大會(huì)引起信號(hào)反射、失真、串?dāng)_等。特別是對(duì)于千兆以太網(wǎng)來(lái)說(shuō)，由于其是4對(duì)電纜同時(shí)雙向工作，所以對(duì)回波損耗要求更高。要進(jìn)行回波損耗的 測(cè)量，只依靠示波器是不夠的，還需要用到矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀(VNA)。有些以太網(wǎng)測(cè)試軟件 還提供了網(wǎng)絡(luò)分析儀的控制功能，可以用示波器的主機(jī)通過(guò)GPIB或網(wǎng)絡(luò)接口控制矢量網(wǎng) 絡(luò)儀完成回波損耗的測(cè)試，并對(duì)測(cè)試數(shù)據(jù)進(jìn)行分析運(yùn)算(比如換算到阻抗為85Ω或1152 時(shí)的反射情況),把測(cè)試結(jié)果添加到測(cè)試報(bào)告中。圖7.18是進(jìn)行回波損耗測(cè)試時(shí)的 組網(wǎng)。車(chē)載以太網(wǎng)的典型鏈路模型；四川眼圖測(cè)試以太網(wǎng)測(cè)試

工業(yè)以太網(wǎng)交換機(jī)的產(chǎn)品分類(lèi)？中國(guó)臺(tái)灣以太網(wǎng)測(cè)試配件

由于10GBase-T以太網(wǎng)測(cè)試的總線采用PAM-16的信號(hào)調(diào)制方式，信號(hào)上的電平更多，因此在真實(shí)的信號(hào)傳輸時(shí)總線上的信號(hào)看起來(lái)是類(lèi)似噪聲的波形。傳統(tǒng)的眼圖測(cè)試方法對(duì)于這樣的信號(hào)測(cè)試已經(jīng)不太合適，因此在10GBase-T標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)定了很多新的測(cè)試項(xiàng)目，除了有些項(xiàng)目是傳統(tǒng)的時(shí)域波形參數(shù)測(cè)試，還有很多頻域的測(cè)試項(xiàng)目。表7.1列出的是根據(jù)IEEE的802.3規(guī)范要求，對(duì)于10GBase-T以太網(wǎng)測(cè)試總線的信號(hào)質(zhì)量測(cè)試應(yīng)該完成的測(cè)試項(xiàng)目及建議使用的儀器。中國(guó)臺(tái)灣以太網(wǎng)測(cè)試配件