Мне нужно иметь возможность симулировать связь с сенсорным устройством по большой длине провода (0-10 км). Это для довольно медленных коммуникаций (максимум 10 кГц, хотя обычно 1-2 кГц). Это был бы FSK ... но в какой-то момент мне, возможно, придется обрабатывать и RS232-подобный сигнал с низкой скоростью передачи.
В основном я ищу падение напряжения и искажения сигнала. Задержка не имеет большого значения.
Как бы вы пошли об этом?
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Я был в состоянии определить, что кабель действительно (довольно нестандартный) тип коаксиального кабеля. Теперь я знаю сопротивление и емкость на единицу длины, геометрию поперечного сечения и то, что сопротивление изоляции достаточно высокое, чтобы не иметь значения. Первоначально не было ясно, была ли обратная линия отдельным прогоном или нет.
Это будет тестовая настройка для нескольких целевых устройств. Большинство из них - FSK с различными частотами до 10 кГц, некоторые - ASK (вы можете почти использовать стандартный UART после пропускной способности / фильтрации). Все едут с высоким смещением постоянного тока (связь по мощности).
В прошлом я видел, как люди создавали простой поворотный переключатель, который заменяет резисторы, конденсаторы и, возможно, индукторы для имитации заданной длины линии. Это может быть достаточно хорошо?
В настоящее время я пытаюсь построить несколько симуляций в LTspice.
РЕДАКТИРОВАТЬ 2:
Хорошо, если я просто добавлю резисторы, колпачки и индукторы ... как будет выглядеть модель? Сеть RLGC, представленная ниже, предполагает, что основания имеют такой же потенциал, как я полагаю (безопасное предположение для печатных плат с наземными плоскостями). Возврат в этом случае через внешнюю оболочку, и его сопротивление, вероятно, в 3 раза выше, чем внутренний проводник. Значительно ли это меняет дело? Должен ли я просто добавить еще один резистор на нижнюю шину и разделить емкость с обеих сторон?
источник
Ответы:
Линии передачи имеют сложную характеристику сопротивления. Характеристическое сопротивление обычно указывается «на единицу длины» для данной линии передачи. Для практических целей у вас может быть четыре значения «на единицу длины» для линии передачи: сопротивление, емкость, индуктивность и проводимость. Об этом есть довольно обширная статья в Википедии , и "для высоких частот и небольших потерь" примерное уравнение:
где:
Теперь это, вероятно, будет иметь ограниченное применение для вас, потому что, если я читаю между строк здесь, это звучит так, как будто вы планируете передавать цифровой сигнал (то есть прямоугольную волну). Края в прямоугольной волне действительно "широкого спектра". Вот почему большинство систем связи проходят этап модуляции и демодуляции, чтобы ограничить спектр сигнала «на линии». Но я думаю, что приведенное выше уравнение действительно применимо, потому что «сигнал» в прямоугольной волне является аналитически «высокочастотным» содержанием.
В любом случае, при высоком уровне «устойчивого состояния» вашего входного сигнала, если ваш приемник имеет высокое сопротивление, то, что ваш сигнал видит, это делитель напряжения, основанный на характеристическом сопротивлении и проводимости. Таким образом, вы должны увидеть (приблизительно) Vout / Vin = G / (R + G) в зависимости от модели:
Редактировать 1
Я пропустил комментарий FSK (Frequency Shift Keying) в этом вопросе ранее. У меня тоже была другая мысль. Вы можете использовать что-то вроде Matlab Simulink, чтобы смоделировать передаточную характеристику схемы, и подать модель с типичным входным сигналом, чтобы увидеть, что выходит на другую сторону ...
Кроме того, если вы хотите узнать, какое падение напряжения вы увидите для синусоидального сигнала, у вас все еще есть эффективный делитель напряжения с верхним плечом, имеющим эффективный импеданс длины * (R + jwL) и нижним сопротивление ноги ( длина G || 1 / ( длина jwC )). Вы можете выполнить сложную математику, чтобы найти действительную часть этой передаточной функции на заданной частоте (w = 2 * pi * f).
Редактировать 2
В ответ на разъяснение того, что вы подразумевали под физическим моделированием, если вы пытаетесь физически представить эффект линии передачи, просто настройте схему на рисунке с соответствующими значениями конденсаторов, катушек индуктивности и резисторов, размер которых соответствует свойства и длина линии передачи, которую вы пытаетесь подражать.
источник
Производители кабелей скажут вам, насколько сигнал будет ослаблен на единицу длины, учитывая частоту сигнала.
Что касается искажений сигнала, я не знаю ничего существенного, если вы используете экранированный кабель. Но не верьте мне на слово.
Передача сигналов уровня RS232 по такому длинному кабелю будет затруднена.
источник
Если я хотел сделать это для реального использования стандартного телефонного модема и генератора сетевого напряжения, если это необходимо. Для симуляции @krapht это правильно. Используйте STP или коаксиальный кабель.
источник