Terminación de par trenzado apantallado / apantallado correctamente

Teóricamente, no puedo ver un problema si el par trenzado tiene un final de terminación de cable que es:

Una sola resistencia (R) que coincide con la impedancia característica del cable colocado a través de los dos extremos del par o,
Dos resistencias ( ) a través de los dos extremos del par con el punto central atado también al escudo / pantalla. $\dfrac{R}{2}$

ingrese la descripción de la imagen aquí

Prácticamente, cuando busco en las hojas de datos, tiendo a ver la opción 2 más que la opción 1.

Hoy, tuve que usar la opción 2 porque la opción 1 causó un retraso de tiempo notable (aproximadamente 2 o 3ns) entre los dos conductores de más de 50 m de cable. Esto me sorprendió y me pregunto por qué debería ser así. La señal que conducía en un extremo era de unos niveles lógicos de 2V y de naturaleza muy equilibrada (sin diferencia de tiempo perceptible o diferencia de amplitud notable).

Pregunta: ¿por qué la opción 2 debería ser mejor que la opción 1 en la configuración que he descrito y es posible que haya algo teóricamente mejor acerca de la opción 2?

— Andy alias
fuente

¿Cuál es la frecuencia de la señal?

— deadude

sus 80 Mbps con una transición garantizada cada 6 bits

— Andy, también conocido como

Para la opción 1, ¿la resistencia está en una configuración pull-up o en serie?

— zeqL

@zeqL Tampoco, la resistencia individual está en los extremos de los dos cables trenzados.

— Andy alias

¿Estás seguro de que los datos son buenos en el extremo del receptor? (probado con un BERT o similar)?

— Rolf Ostergaard el

Respuestas:

El esquema # 1 está terminando solo la señal de modo diferencial, no el modo común.

El esquema # 2 está terminando el modo diferencial y el modo común.

Incluso con una señal de salida diferencial perfectamente simétrica, tendrá lo que llamamos "conversión de diferencial a modo común" en el cable. Entonces, en el receptor, tendrá tanto el modo común como el modo diferencial.

Una fuente de esto es el retraso de propagación diferente para las dos señales del par (falta de coincidencia de longitud y otros efectos). Mides esto a 2-3ns, para que sepas que está ahí.

En el receptor, la señal de modo común no ve terminación y se refleja al 100% (duplicación de voltaje) con el esquema n. ° 1. Con el esquema n. ° 2, parte de esa energía es absorbida por las resistencias de terminación (tenga en cuenta que la coincidencia de impedancia de modo común puede no ser perfecta, pero definitivamente es mejor que en el esquema n. ° 1).

Hice una simulación rápida para mostrar el efecto de los dos esquemas de terminación con un sesgo de 2ns en una configuración perfecta. Vea usted mismo qué diferencia hace.

Esquema 1 Esquema # 1 con solo terminación en modo diferencial.

Esquema # 2 con terminación en modo diferencial y común.

Actualizar:

Hay un poco más de detalles en esta publicación de blog que escribí mientras estaba en ella:

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

Actualización 2:

Cambié la trama por el esquema n. ° 1 por el correcto. Supongo que no notarás la diferencia, pero la simulación no se realizó correctamente.

— Rolf Ostergaard
fuente

ahora eso suena razonable +1

— Andy alias

@Andy aka: Gracias. Obviamente, no puedo saber con certeza cuál es la explicación en su caso específico, pero esto podría explicar lo que ve. Por cierto: si quieres un poco más de detalles, también utilicé este problema para una publicación de blog mientras estaba allí. Sin embargo, no estoy seguro exactamente cómo son las reglas para referirse a eso aquí.

— Rolf Ostergaard el

No es un problema. Enlace la publicación del blog y la leeré Rolf

— Andy, también conocido como

He leído el blog, pero su simulación es defectuosa en el esquema 1. No digo que esto afecte en gran medida la exactitud de la respuesta, pero tal vez pueda volver a mirar esto. ¿Qué simulador usaste BTW? ¡Estoy muy feliz de probarlo si es gratis! Gracias por su esfuerzo en esto, se agradece a Rolf.

— Andy alias el

Solucioné el error 50R-> 100R en la trama tanto aquí como en la publicación del blog. Gracias por detectar el error. Los resultados no son muy diferentes, probablemente por qué yo mismo no entendí el error. El simulador es Cadence SigXplorer (= no es gratuito). Debería poder hacer lo mismo con Spice si tiene mucho tiempo. Divulgación completa: Cadence patrocina el uso de SigXplorer para los cursos de SI que enseño en todo el mundo.

— Rolf Ostergaard

Un problema potencial es EMI: en la opción 1, esencialmente está creando una antena de bucle magnético que captaría mucho más ruido que en la opción 2, donde mucho más ruido inducido se conecta a tierra a través de resistencias.

— Yuriy
fuente

¿Cómo puede ser así con un cable blindado de par trenzado? ¿Y por qué sería diferente para la opción 2.

— Andy también conocido como

La efectividad de muchos filtros EMI está determinada por lo cerca que esté el suelo. Para la opción 1, incluso si tiene un par trenzado, tiene 50 m de cable que seguramente recogerá algo de basura. En el caso 2, la mayor parte de esa basura se lleva a tierra a través de resistencias. Otro problema con la opción 1 es que transporta cualquier tipo de señal resultante de la entrada imperfecta del amplificador operacional a lo largo del cable de 50 m.

— Yuriy

No entiendo por qué mencionas los filtros EMI: esta fue una prueba de laboratorio con el cable en un carrete en un entorno casi perfecto. Estoy buscando razones teóricas por las que el cable podría funcionar mejor en el sesgo cuando termina en las opciones 1 o 2.

— Andy también conocido como