Schließen Sie das abgeschirmte Twisted Pair korrekt an

15

Theoretisch kann ich kein Problem feststellen, wenn das Twisted Pair über einen Kabelabschluss verfügt, der wie folgt lautet:

  • Ein einzelner Widerstand (R), der der charakteristischen Impedanz des Kabels entspricht, das über die beiden Enden des Paares gelegt ist, oder
  • Zwei Widerstände ( ) über die beiden Enden des Paares, wobei der Mittelpunkt ebenfalls mit dem Schirm verbunden ist.R2

Bildbeschreibung hier eingeben

In der Praxis sehe ich beim Durchsuchen von Datenblättern eher Option 2 als Option 1.

Heute musste ich Option 2 verwenden, da Option 1 eine merkliche Zeitverzögerung (ca. 2 oder 3 ns) zwischen den beiden Leitern über 50 m Kabel verursachte. Das hat mich überrascht und ich frage mich, warum das so sein sollte. Das Signal, das ich an einem Ende ansteuerte, hatte ungefähr 2 V Logikpegel und war von Natur aus sehr ausgeglichen (kein erkennbarer Zeitunterschied oder merklicher Amplitudenunterschied).

Frage: Warum sollte Option 2 in der von mir beschriebenen Konfiguration besser sein als Option 1, und gibt es möglicherweise etwas Theoretisch Besseres an Option 2?

Andy aka
quelle
Was ist die Signalfrequenz?
Deadude
seine 80Mbps mit einem garantierten Übergang alle 6 Bits
Andy aka
Bei Option 1 befindet sich der Widerstand in einer Pull-up-Konfiguration oder in Reihe?
zeqL
@zeqL Der einzelne Widerstand liegt auch nicht über den Enden der beiden verdrillten Drähte.
Andy aka
Sind Sie sicher, dass die Daten auf der Empfängerseite gut sind? (getestet mit einem BERT oder ähnlichem)?
Rolf Ostergaard

Antworten:

8

Schema # 1 beendet nur das Differenzmodus-Signal, nicht den Gleichtakt.

Schema # 2 beendet sowohl den Differential- als auch den Gleichtaktmodus.

Selbst bei einem perfekt symmetrischen differentiellen Ausgangssignal haben Sie das, was wir als "Umwandlung von Differential in Gleichtakt" bezeichnen. Am Empfänger haben Sie also sowohl den Gleichtakt- als auch den Differenzialmodus.

Eine Ursache hierfür ist die unterschiedliche Laufzeit der beiden Signale des Paares (Längenfehlanpassung und andere Effekte). Sie messen dies auf 2-3 ns, damit Sie wissen, dass es da ist.

Am Empfänger erkennt das Gleichtaktsignal keinen Abschluss und wird mit Schema 1 zu 100% (Spannungsverdopplung) wiedergegeben. Bei Schema 2 wird ein Teil dieser Energie von den Abschlusswiderständen absorbiert (beachten Sie, dass die Gleichtaktimpedanzanpassung möglicherweise nicht perfekt ist, aber definitiv besser als in Schema 1).

Ich habe eine schnelle Simulation durchgeführt, um die Wirkung der beiden Terminierungsschemata mit einem 2-ns-Versatz in einem ansonsten perfekten Setup zu zeigen. Überzeugen Sie sich selbst, welchen Unterschied es macht.

Schema 1 Schema Nr. 1 nur mit Differentialmodus-Terminierung.

Schema # 2 Schema Nr. 2 mit Differential- und Gleichtaktabschluss.

Aktualisieren:

Es gibt ein bisschen mehr Details in diesem Blog-Beitrag, den ich geschrieben habe, als ich dabei war:

http://www.ee-training.dk/tip/terminating-a-twisted-pair-cable.htm

Update 2:

Ich habe den Plot gegen Schema Nr. 1 getauscht. Vermutlich werden Sie den Unterschied nicht bemerken, aber die Simulation wurde nicht korrekt durchgeführt.

Rolf Ostergaard
quelle
das klingt jetzt vernünftig +1
Andy aka
@ Andy aka: Danke. Natürlich kann ich nicht genau wissen, was die Erklärung für Ihren speziellen Fall ist, aber dies könnte erklären, was Sie sehen. Übrigens: Wenn Sie ein bisschen mehr Details wollen, habe ich dieses Problem auch für einen Blog-Beitrag verwendet, als ich dabei war. Ich bin mir nicht sicher, wie genau die Regeln lauten, um darauf zu verweisen.
Rolf Ostergaard
Kein Problem. Bitte verlinke den Blog-Beitrag und ich werde ihn lesen. Rolf
Andy aka
Ich habe den Blog gelesen, aber Ihre Simulation ist in Schema 1 fehlerhaft. Ich sage nicht, dass dies die Richtigkeit der Antwort stark beeinträchtigt, aber vielleicht können Sie sich das noch einmal ansehen. Welchen Simulator haben Sie BTW benutzt? Ich probiere es gerne aus, wenn es kostenlos ist! Vielen Dank für Ihre Bemühungen, es wird Rolf geschätzt.
Andy aka
Ich habe den 50R-> 100R-Fehler in der Handlung sowohl hier als auch im Blogbeitrag behoben. Vielen Dank, dass Sie den Fehler entdeckt haben. Die Ergebnisse sind nicht sehr unterschiedlich - wahrscheinlich habe ich den Fehler nicht selbst gefunden. Der Simulator ist Cadence SigXplorer (= nicht frei). Sie sollten in der Lage sein, dasselbe mit Spice zu tun, wenn Sie viel Zeit haben. Vollständige Offenlegung: Cadence sponsert die Verwendung von SigXplorer für die SI-Kurse, die ich weltweit unterrichte.
Rolf Ostergaard
0

Ein mögliches Problem ist EMI - in Option 1 erstellen Sie im Wesentlichen eine Magnetschleifenantenne, die wesentlich mehr Rauschen aufnimmt als in Option 2, bei der viel mehr induziertes Rauschen über Widerstände geerdet wird.

Yuriy
quelle
Wie kann das so sein mit paarweise verdrillten geschirmten Kabeln. Und warum sollte das für Option 2 anders sein?
Andy aka
Die Wirksamkeit vieler EMI-Filter hängt von der Bodennähe ab. Bei Option 1 haben Sie, auch wenn Sie ein Twisted-Pair-Kabel haben, 50 m Kabel, mit denen Sie sicher etwas Müll aufnehmen können. In Fall 2 wird der größte Teil dieses Mülls über Widerstände auf Masse gelegt. Ein weiteres Problem bei Option 1 ist, dass jede Art von Signal, das sich aus einem fehlerhaften Eingang des Operationsverstärkers ergibt, über das 50 m lange Kabel zurückgesendet wird.
Yuriy
1
Ich verstehe nicht, warum Sie EMI-Filter erwähnen - dies war ein Labortest mit dem Kabel auf einer Rolle in einer nahezu perfekten Umgebung. Ich suche nach theoretischen Gründen , warum Kabel besser auf Skew führen könnten , wenn in den Optionen 1 oder 2 beendet
Andy aka