在工业自动化生产中，应用个人计算机（如IBM - PC/XT及其兼容机）与单片机（如51系列单片机）构成主从分布式测控系统具有许多优越性，因而其应用日趋广泛。同时随着应用规模的扩大，主机与各从机之间的通信距离也愈来愈远，因此研究测控系统中信息的长距离有效传输方法成为重要的课题。目前使用的方法有无线和有线两类。在有线传输系统中，计算机之间的通信需要长距离的信号传输线。这时如果用一般的TTL门电路来作为传输线的驱动门和接收门，就会出现如下问题：
①信息在传输线上传送时，幅度衰减。以正阶跃波为例，如果传送到终端时其幅度减小到1.4 V以下，则TTL接收门就不会动作，失去了传输信号的能力。
②在通信线路上，存在着反射波的干扰。虽然在TTL电路的输入端可以采取一些抗反射干扰的措施（比如输入端用箝位二极管），但是并不能完全克服。长距离传送使信号衰减，在这种情形下反射波的干扰问题尤为严重，使系统抗干扰能力大大降低；此外由于长距离的传送使信号产生较长的延迟，甚至有可能前面信号的反射波会叠加到后面的信号上，致使反射干扰的问题更为复杂化。有时为了消除反射干扰，在TTL电路中加接电阻网络与阻抗匹配，但这样做会降低逻辑电平，使信号衰减的影响又突出了，这也是不利的。总之，反射波干扰噪声、信号的长延迟、信号的大幅度衰减，这三种因素使一般的长距离信号传输变得非常困难。
③用通常的单线或双绞线传送信号时，都存在串扰和外部噪声干扰。在长距离传送信号衰减较大的情况下，这两种噪声可能使电路出现误传信号。
为了实现计算机之间的通信，针对上述问题的解决途径是多种多样的，而应用长线驱动器和接收器(如J274和J275)是一种有效的选择。
一、采用长线驱动器和接收器的优点
采用长线驱动器和接收器具有如下优点：
①采用长线驱动器和接收器进行远距离信号传输时，J274和J275可以按传输线的特性阻抗来选择始端和终端电阻，以消除长线反射引起的干扰。
②由于J274和J275采用双线差分传送和接收，故有较强的共模抑制能力和较高的接收灵敏度，增强了抗干扰能力和增加了传送距离。
③J274和J275的输入／输出电平均与TTL电平兼容，故它们特别适合于通过长传输线联系的计算机系统和一些数字系统。
二、长线驱动器和接收器的原理
J274和J275所以具有以上这些特点，主要是由于驱动门(J274)将TTL逻辑信号转换成差分信号，该差分信号通过长距离传输线送往接收门(J275)。接收门的差分输入端将接收到的信号经过放大，转换成TTL逻辑信号输出。因为差分放大器具有很强的共模抑制能力，而且工作在线性区，容易达到阻抗匹配。
1．长线驱动器(J274)的工作原理
长线驱动器(J274)的电路设计原理如图1- 80所示。图中每个J274包括了2组相同的电路，RT为外接负载电阻。
由输入级A或B输入的TTL逻辑电平经过差分电路（输入）后变为差分信号，其幅度约为1 V。由于这一差分信号电平较高，又经过射极跟随器和电平位移电路使电平适当降低，最后去驱动差分输出电路，输出差分信号。
输出电压与外接负载电阻RT有关。外接负载电阻RT的阻值依据所用长线的特性阻抗而定。1Y为同相输出端，12为反相输出端。
为使多个线驱动器能共用一组传输线而线“或”在一起，电路中设计有禁止部分，其作用是在必要时切断差分输出级的电流输出（实际上是关闭差分电路中的恒流源）。当禁止输入端1C和D之一为低电平时，则禁止；仅当1C和D均为高电平时，才能保证1Y和12的正常输出。
2．长线接收器(J275)的工作原理
长线接收器J275的电路设计原理如图1- 81所示。图中每个J275包含了2组相同的电路，RT为外接电阻。
输入的差分信号由差分接收级进行一级放大。由于该信号电平较高，所以通过射极跟随器和电平位移电路适当降低电平，再送至差分放大器进行放大。这一级差分放大器是单端输出形式，并实现差分信号转换成TTL逻辑电平的功能。TTL信号由1Y输出。
为了使终端匹配，输出端1A和1B可外接电阻到地，其阻值和所使用的传输线的波阻抗相匹配。
选通输入端为1G和S，只有当1G和S都置为高电平时，电路在接收差分信号后才有相应的TTL逻辑电平输出。如果1G和S中有一个置为低电平，则电路无输出。
三、J274和J275的应用
①长线驱动器J274和长线接收器J275属于双线电路系列，主要用于平衡型双线传输系统，可以采用双绞线、电话线、同轴线这类平衡端接传输线，以构成高速数码传输系统，如图1- 82所示。
②由于J274和J275分别具有高的输出和输入阻抗，故可以选取和长传输线特性阻抗Z。相匹配的端接负载电阻，以消除线反射。
③因为这种传输系统在平衡模式中操作，环境噪声同时感应在两根线上，因而J275输入端出现的共模噪声被抑制；同时在J274和J275之间的地连线信号与回路部分无关，以致系统性能不受流动地电流的影响。
④接收器J275具有较高的接收灵敏度，能把低至25 mV级的信号检测出来，对一般的长线阻抗而言，信息能传送几千米的距离。
⑤J274中的禁止功能和J275中的选通功能，使之在实际中能实现多路共线系统，即这种平衡型传输系统可以用于数据总线系统，如图1- 83所示。
图中多个J274和J275共用一公共的传输线，一个“使能”的J274传送数码至线上，而具体由哪些J275接收数码，则由J275的选通端来控制。那些暂时不用的J274和J275均处于禁止或关闭状态。
四、应用中应注意的问题
●因为每个J274中包含两个同样的驱动器，如果实际中只用了其中之一，则另一个必须被禁止，以降低电源耗损。
●因为每个J275中包含两个同样的接收器，如果实际中只用了其中之一，则另一个的差分输入端之一必须接0V。
●应限制多路系统中总的插孔数目，使J275的输入阻抗和禁止的J274的输出阻抗的并联阻抗值大于传输线的特性阻抗值。
●数码传输系统应设计成每个数码位的间隔时间必须长于在线的终端信号的上升时间的4倍。
●在每2～4个J274和J275的电源上接一个0.01～0.1μF的退耦电容。
五、应用实例
图1- 84为某工厂5个相同的大型处理设备的微机分布式测控系统的示意图。从机对每一设备需要巡检4个参数，并输出4个控制用开关信息。根据测控相对独立、危险分散、信息管理集中的原则，设计了分布式测控系统。为此每一设备配置了一个以8031单片机为核心的测控功能从机，中心控制室配置IBM - PC/XT作为主计算机，主机向各从机发布各种测控命令，并接收各从机的巡检数据，并作进一步的数据处理和输出报告信息。
因为这5台设备相距较远，且各自离中心控制室也较远，因此在设计中应用了长线驱动器J274和接收器J275。对IBM - PC/XT的RS - 232C接口作了改动，加了电平转换器，从而能与长线驱动器和接收器相匹配，单片机8031的串行口能与长线驱动器和接收器直接匹配。整个测控系统中利用了单片机8031的串行口在方式2（或方式3）时所具有的多机通信功能，能较方便地实现主从分布式的信息通信。主机IBM - PC/XT的命令和数据能送到所呼叫的从机，而从机的数据信息也能送给主机，因此所有的J274和J275均可处于非禁止和选通状态。这是与一般应用方式不同之处。
