IEC 61158-2:1993/AMD2:1996

NORME
CEI
INTERNATIONALE
IEC
1158-2
INTERNATIONAL
STANDARD
AMENDEMENT 2
AMENDMENT 2
1996-11
Amendement 2
Bus de Terrain utilisé dans les systèmes
de contrôle industriels –
Partie 2:
Spécification de la couche physique et
définition du service
Amendment 2
Fieldbus standard for use in industrial
control systems –
Part 2:
Physical layer specification and
service definition
 CEI 1996  Droits de reproduction réservés  Copyright - all rights reserved
Bureau central de la Commission Electrotechnique Internationale 3, rue de Varembé Genève, Suisse
CODE PRIX
Commission Electrotechnique Internationale
S
International Electrotechnical Commission PRICE CODE
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For price, see current catalogue

− 2 − 1158-2 amend. 2  CEI:1996

AVANT-PROPOS
Le présent amendement a été établi par le sous-comité 65C: Communications numériques, du

comité d'études 65 de la CEI: Mesure et commande dans les processus industriels.

Le texte de cet amendement est issu des documents suivants:

FDIS Rapport de vote
65C/158/FDIS 65C/169/RVD
Le rapport de vote indiqué dans le tableau ci-dessus donne toute information sur le vote ayant
abouti à l'approbation de cet amendement.
_____________
Page 2
SOMMAIRE
Ajouter les titres des nouveaux articles suivants:
19 (A l’étude)
20 (A l’étude)
21 Unité de liaison au support (MAU) en mode courant (1A) sur support filaire
Ajouter, à la page 4, à la liste des tableaux, les titres des tableaux 47 à 50 suivants:
47 Résumé des spécifications de niveau d’émission pour une MAU en mode courant
48 Résumé des spécifications temporelles d’émission pour une MAU en mode courant
49 Résumé des spécifications du circuit de réception pour une MAU en mode courant
50 Prescriptions relatives à la source d’alimentation du réseau pour la MAU en mode
courant à 1,0 Mbits/s
Ajouter, à la page 8, à la liste des figures, les titres des figures 41 à 46 suivants:
41 Configuration d’essai pour MAU en mode courant
42 Forme d’onde de sortie
43 Gigue du bit émis (déviation du point de passage à zéro)
44 Sensibilité du récepteur et rejet du bruit
45 Circuit d’essai de bruit pour MAU en mode courant
46 Gigue du bit reçu
Page 20
Ajouter à la liste le titre des normes suivantes:
2  Références normatives
CEI 364-4-41: 1992, Installations électriques des bâtiments – Partie 4: Protection pour assurer
la sécurité – Chapitre 41: Protection contre les chocs électriques
CEI 364-5-54: 1980, Installations électriques des bâtiments – Partie 5: Choix et mise en oeuvre
des matériels électriques – Chapitre 54: Mises à la terre et conducteurs de protection

1158-2 Amend. 2  IEC:1996 − 3 −

FOREWORD
This amendment has been prepared by subcommittee 65C: Digital communications, of IEC

technical committee 65: Industrial-process measurement and control.

The text of this amendment is based on the following documents:

FDIS Report on voting
65C/158/FDIS 65C/169/RVD
Full information on the voting for the approval of this amendment can be found in the report on
voting indicated in the above table.
_____________
Page 3
CONTENTS
Add the titles of the following new clauses as follows:
19 (Under consideration)
20 (Under consideration)
21 Medium attachment unit (MAU): current mode (1A), wire medium
Add, on page 5, to the table list, the titles of tables 47 to 50 as follows:
47 Transmit level specification summary for current-mode MAU
48 Transmit timing specification summary for current-mode MAU
49 Receive circuit specification summary for current-mode MAU
50 Network power supply requirements for the 1,0 Mbit/s, 1,0 A current-mode MAU
Add, on page 9, to the figure list, the titles of figures 41 to 46 as follows:
41 Test configuration for current-mode MAU
42 Output waveform
43 Transmitted bit cell jitter (zero crossing point deviation)
44 Receiver sensitivity and noise rejection
45 Noise test circuit for current-mode MAU
46 Received bit cell jitter
Page 21
Insert, in the list, the title of the following standards:
2  Normative references
IEC 364-4-41: 1992, Electrical installations of buildings – Part 4: Protection for safety – Chapter
41: Protection against electric shock
IEC 364-5-54: 1980, Electrical installations of buildings – Part 5: Selection and erection of
electrical equipment – Chapter 54: Earthing arrangements and protective conductors

− 4 − 1158-2 amend. 2  CEI:1996

Page 116
12.3 Spécifications du circuit d'émission pour une MAU en mode tension à 1,0 Mbit/s

Remplacer, à la page 118, les tableaux 13 et 14 par les nouveaux tableaux suivants:

Tableau 13 − Résumé des spécifications de niveau d'émission
pour une MAU en mode tension à 1,0 Mbit/s

Caractéristiques du niveau d'émission, valeurs rapportées au tronc Limites pour 1,0 Mbit/s

(mais mesurées en utilisant une charge d'essai comme indiqué figure 16) en mode tension

Niveau de sortie (crête-à-crête, voir figure 17) 5,5 V à 9,0 V
Avec charge d'essai (0,5 Z nominale du câble tronc) 75 Ω ± 1 %
o
Différence maximale des amplitudes positive et négative (décalage de signal) comme ±0,45 V
indiqué figure 18
Niveau de sortie avec une terminaison du tronc enlevé (crête-à-crête) 5,5 V à 11,0 V
Avec charge d'essai (Z nominale du câble tronc) 150 Ω ± 1 %
o
Niveau de sortie; circuit ouvert (crête-à-crête) 5,5 V à 30,0 V
Distorsion maximale du signal de sortie; c'est-à-dire surtension, oscillation et pente ±10 %
(voir figure 17)
Sortie émission au repos; bruit de l'émetteur ≤5 mV (eff.)
(mesuré sur la bande de fréquences 1 kHz à 4 MHz)
Tableau 14 − Résumé des spécifications temporelles d'émission
pour une MAU en mode tension à 1,0 Mbit/s
Caractéristiques temporelles d'émission, valeurs rapportées au tronc Limites pour 1,0 Mbit/s
(mais mesurées en utilisant une charge d'essai comme indiqué figure 16) en mode tension
Débit binaire émis 1,0 Mbit/s ± 0,01 %
Durée de bit instantanée 1,0 μs ± 0,025 μs
Temps de montée et de descente (10 % à 90 % du signal crête-à-crête, ≤0,2 durée de bit
voir figure 17) nominale
Vitesse de variation (en tout point de 10 % à 90 % du signal crête-à-crête) ≤200 V/μs
Gigue maximale du bit émis (déviation du point de passage à zéro, voir figure 18) ±0,025 durée de bit
nominale
Temps d'autorisation/interdiction d'émettre (c'est-à-dire temps durant lequel la forme ≤2,0 durées de bit
d'onde de sortie peut ne pas satisfaire aux prescriptions d'émission)
nominales
Page 120
12.3.2  Prescriptions relatives au niveau de sortie
Remplacer ce paragraphe par ce qui suit:
NOTE − La figure 17 montre un exemple de la composante alternative d'un cycle de la forme d'onde d'un
Bus de Terrain, illustrant certains points clés de la spécification du circuit d'émission. Seules les tensions de
signal sont indiquées; ce diagramme ne tient pas compte des tensions d'alimentation.

1158-2 Amend. 2  IEC:1996 − 5 −

Page 117
12.3  Transmit circuit specification for 1,0 Mbit/s voltage-mode MAU

Replace, page 119, the existing tables 13 and 14 by the following:

Table 13 – Transmit level specification summary for 1,0 Mbit/s voltage-mode MAU

Transmit level characteristics, values referred to trunk Limits for 1,0 Mbit/s

(but measured using test load as shown in figure 16) voltage mode

Output level (peak-to-peak, see figure 17) 5,5 V to 9,0 V
With test load (0,5 nominal Z of trunk cable) 75 Ω ± 1%
o
Maximum positive and negative amplitude difference (signalling bias) ±0,45 V
as shown in figure 18
Output level with one terminator removed (peak-to-peak) 5,5 V to 11,0 V
With test load (nominal Z of trunk cable) 150 Ω ± 1 %
o
Output level; open circuit (peak-to-peak) 5,5 V to 30,0 V
Maximum output signal distortion; i.e., overvoltage, ringing and droop ±10 %
(see figure 17)
Quiescent transmitter output; i.e. transmitter noise ≤5 mV (r.m.s.)
(measured over the frequency band 1 kHz to 4 MHz)
Table 14 – Transmit timing specification summary for 1,0 Mbit/s voltage-mode MAU
Transmit timing characteristics, values referred to trunk Limits for 1,0 Mbit/s
(but measured using test load as shown in figure 16) voltage mode
Transmitted bit rate 1,0 Mbit/s ± 0,01%
Instantaneous bit time 1,0 μs ± 0,025 μs
Rise and fall times (10 % to 90 % of peak-to-peak signal, see figure 17) ≤0,2 nominal bit time
Slew rate (at any point from 10 % to 90 % of peak-to-peak signal) ≤200 V/μs
Maximum transmitted bit cell jitter ±0,025 nominal bit time
(zero-crossing point deviation, see figure 18)
Transmit enable/disable time (i.e. time during which the output waveform may not meet ≤2,0 nominal bit times
the transmit requirements)
Page 121
12.3.2  Output level requirements
Replace this subclause by the following:
NOTE – Figure 17 shows an example of the a.c. component of one cycle of a Fieldbus waveform, illustrating
some key items from the transmit circuit specification. Only signal voltages are shown; this diagram takes no
account of power supply voltages.

− 6 − 1158-2 amend. 2  CEI:1996

Figure 17 – Forme d'onde de sortie
Un circuit d'émission d'une MAU en mode tension à 1,0 Mbit/s doit satisfaire aux prescriptions
suivantes relatives au niveau de sortie, toutes les amplitudes étant mesurées au point médian
estimé entre toutes les crêtes et les creux situés au sommet et au pied de la forme d'onde
(«Point milieu» sur la figure 17):
a) la tension de sortie aux bornes de la charge d'essai après le transformateur
élévateur/abaisseur (si cela s'applique) doit être comprise entre 5,5 V et 9 V crête-à-crête,
avec une résistance de charge de 75 Ω ± 1 % («Sortie min.» sur la figure 17);
b) la tension de sortie au niveau du tronc, ou aux bornes d'émission, avec une résistance de
charge de 150 Ω ± 1 % (c'est-à-dire avec une terminaison du tronc enlevé) doit être
comprise entre 5,5 V et 11,0 V crête-à-crête («Sortie max. une terminaison ôtée» sur la
figure 17);
c) la tension de sortie au niveau du tronc, ou aux bornes d'émission, avec une charge
quelconque y compris un circuit ouvert, doit être comprise entre 5,5 V et 30,0 V crête-à-
crête. Pour les besoins de l'essai, le circuit ouvert doit être défini comme une résistance de
charge de 100 kΩ en parallèle avec une capacité de 15 pF;
d) durant l'émission, un dispositif ne doit pas être endommagé de façon définitive lorsqu'une
résistance de charge ≤1 Ω lui est appliquée pendant 1 s;
e) la différence entre l'amplitude positive et l'amplitude négative, mesurées comme indiqué

figure 18, ne doit pas excéder ±0,45 V crête;
f) le bruit de sortie d'une MAU en mode tension à 1,0 Mbit/s qui est en réception ou n'est
pas alimentée ne doit pas excéder 5 mV eff., mesuré de façon différentielle sur la bande de
fréquences 1 kHz à 4 MHz et rapporté au tronc;
g) la tension différentielle aux bornes de la charge d'essai doit être telle que la tension varie
de façon monotone entre 10 % et 90 % de la valeur crête-à-crête. Après quoi la tension du
signal ne doit pas varier de plus de ±10 % de la valeur crête-à-crête jusqu'à l'occurrence de
la transition suivante. Cette variation autorisée doit inclure toutes les formes de distorsion
du signal de sortie, c'est-à-dire surtension, oscillation et pente.

1158-2 Amend. 2  IEC:1996 − 7 −

Figure 17 – Output waveform
A 1,0 Mbit/s voltage-mode MAU transmit circuit shall conform to the following output level
requirements, all amplitudes being measured at the estimated mid-point between any peaks or
troughs in the top and bottom of the waveform ("Mid-point" in figure 17):
a) the output voltage across the test load after transformer step up/down (if applicable) shall
be between 5,5 V and 9,0 V peak-to-peak with a load resistance of 75 Ω ± 1 % ("Min. o/p" in
figure 17);
b) the output voltage at the trunk, or at the transmit terminals, with a load resistance of
150 Ω ± 1 % (i.e. with one trunk terminator removed) shall be between 5,5 V and 11,0 V
peak-to-peak (“Max. o/p one terminator removed” in figure 17);
c) the output voltage at the trunk, or at the transmit terminals, with any load including an
open circuit shall be between 5,5 V and 30,0 V peak-to-peak. For test purposes open circuit
shall be defined as a load of 100 kΩ resistance in parallel with 15 pF capacitance;
d) during transmission a device shall not suffer permanent failure when a load resistance of
≤1 Ω is applied for 1 s;
e) the difference between positive amplitude and negative amplitude, measured as shown in
figure 18, shall not exceed ±0,45 V peak;
f) the output noise from a 1,0 Mbit/s voltage-mode MAU which is receiving or not powered
shall not exceed 5 mV r.m.s., measured differentially over the frequency band 1 kHz to
4 MHz, referred to the trunk;
g) the differential voltage across the test load shall be such that the voltage monotonically
changes between 10 % and 90 % of peak-to-peak value. Thereafter, the signal voltage shall
not vary more than ±10 % of peak-to-peak value until next transition occurs. This permitted
variation shall include all forms of output signal distortion, i.e. overvoltage, ringing and

droop.
− 8 − 1158-2 amend. 2  CEI:1996

Page 122
12.3.3  Prescriptions temporelles de sortie

Remplacer ce paragraphe par ce qui suit:

Un circuit d'émission de MAU en mode tension à 1,0 Mbit/s doit satisfaire aux prescriptions
temporelles de sortie suivantes:

a) les temps de montée et de descente, mesurés de 10 % à 90 % de l'amplitude du signal

crête-à-crête, ne doivent pas excéder 0,2 durée de bit nominale (voir figure 17);

b) la vitesse de variation ne doit pas excéder 200 V/μs, mesurée en un point quelconque de

la plage de 10 % à 90 % de l'amplitude du signal crête-à-crête (voir figure 17) ;
NOTE − Les prescriptions a) et b) ont pour conséquence une forme d'onde trapézoïdale à la sortie du circuit
d'émission. La prescription b) limite le niveau des émissions parasites susceptibles d'être couplées aux
circuits adjacents, etc. La prescription b) est calculée au moyen de la formule:
Vitesse de variation max. = 6 × Vitesse de variation min. = 6 × 0,8 V / 0,2 T = 24 × V / T
o O
où V est la tension de sortie crête-à-crête maximale (9,0 V), et T la durée de bit nominale (1 μs).
O
c) la gigue du bit émis ne doit pas excéder ±0,025 durée de bit nominale par rapport au
point idéal de passage à zéro, mesuré par référence au passage à zéro précédent (voir
figure 18);
Figure 18 – Gigue du bit émis (déviation du point de passage à zéro)
d) le circuit de l'émission doit se mettre en marche, c'est-à-dire que le signal doit s'élever
d'un niveau inférieur au niveau de bruit de sortie ma
...