ИССЛЕДОВАНИЕ ПОЛОСОВЫХ ФИЛЬТРОВ ВЫСОКОГО ПОРЯДКА
ЭКВАЛАЙЗЕРНЫЕ ФИЛЬТРЫ
1. Цель и задачи работы.
Изучение функционирования и принципиальных электрических схем эквалайзерных фильтров, приобретение навыков по исследованию электрических схем эквалайзерных фильтров с помощью электроизмерительных приборов.
2. Теоретические сведения.
В современной связи налицо конкуренция беспроводных и проводных (кабельных) интерфейсов. Снижение цены электронных устройств привело к тому, что беспроводные интерфейсы стали дешевле кабельных. Однако они уступают кабельным по пропускной способности примерно в 10 раз. Есть все основания считать, что такое отставание сохранится и в обозримом будущем. Кроме того, беспроводные интерфейсы слабо защищены от несанкционированного доступа.
Проводные системы связи и их интерфейсы незаменимы при организации взаимодействия компьютеров между собой и с периферийными устройствами. Однако применение кабельных интерфейсов ограничено стоимостью, весом и габаритами кабеля. Снижение этих параметров требует уменьшения сечения кабеля, что увеличивает затухание передаваемых сигналов. Ключевым моментом здесь может стать использование эквалайзеров, выравнивающих амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) интерфейсов и компенсирующих увеличение затухания. Разработке интегральных микросхем (ИМС) таких эквалайзеров посвящен материал, представленный в статье.
|
|
|
Электрические свойства витой пары полностью характеризуются ее первичными параметрами: сопротивлением по постоянному току R и индуктивностью L проводников, емкостью между проводниками С, проводимостью изоляции G (рис.1).
Рис. 1. Электрическая схема эквивалента коаксиального кабеля
Реактивные параметры L и C ограничивают ее АЧХ в целом, а параметры С и R, возрастающие с частотой, приводят к завалу высокочастотной (ВЧ) части спектра передаваемого сигнала.
По стандарту TIA/EIA-568-A для кабелей категории 3 на длине 100 м емкость С не должна превышать 6,6 нФ, для кабелей категории 4 и 5 – 5,6 нФ, а сопротивление R любого проводника витой пары не должно превышать 9,38 Ом при температуре 20°С.
Вторичные параметры витой пары: волновое сопротивление, или импеданс, Z; собственное (в идеальных условиях) и рабочее (в реальных условиях) затухание кабеля A рассчитываются на основе первичных параметров или определяются экспериментально. Они нормируются в ТУ на витую пару, позволяют провести инженерный расчет таких линий связи и оценить их пригодность для передачи требуемых сигналов.
Для витых пар в области звуковых частот Z примерно равно 600 Ом, падая, по мере увеличения частоты выше 1 МГц, до 100 Ом. Затухание A зависит (обычно линейно) от длины витой пары. Для расчетов пользуются погонным затуханием a (затуханием на длине 100 м). Для витой пары на высоких частотах большая часть энергии идет на излучение в окружающее пространство. Для минимизации потерь на излучение применяют балансную передачу и экранирование.
|
|
|
Из эквивалентной схемы на рис.1 можно сделать вывод, что затухание с ростом частоты растет. Физически затухание кабеля определяется уровнем поглощения в диэлектрике витой пары, уровнем излучения, нагрузочной емкостью и скин-эффектом. Затухание можно оценить, используя эквивалентную схему витой пары (в расчете на худший случай), описанную в стандарте IEEE. 802.3. Номиналы элементов можно скорректировать в зависимости от длины витой пары.
Кабели, применяемые в таких стандартах, как USB и Fire Wire, предусматривают экранирование каждой витой пары. Взаимное влияние сигналов, таким образом, многократно снижается.
Дата добавления: 2018-04-15; просмотров: 293; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!