Elektrické charakteristiky symetrických kabelů: ovlivňující parametry, asymetrie. Digitální účastnické linky Asymetrické linky

2 asymetrická linie

3

4 asymetrická digitální účastnická linka

Podívejte se také na další slovníky:

asymetrická digitální účastnická linka- Metoda vysokorychlostního přenosu informací konvenčním telefonním drátem. Přenos probíhá na vysokých frekvencích, původní standard ADSL podporuje na svých následujících verzích rychlosti až 8 Mbps a vyšší. Přímo PBX ......

asymetrická digitální účastnická linka s přizpůsobením rychlosti- Vysokorychlostní účastnická přístupová linka, u které se rychlost přenosu informací mění v závislosti na délce linky a celkovém počtu zúčastněných kanálů. Rychlost příchozího toku se může lišit v rozmezí 0,375 1 Mbps a odchozí ... Technická příručka překladatele

asymetrická digitální účastnická linka s adaptivními přenosovými rychlostmi- - [L.G. Sumenko. Anglický ruský slovník informačních technologií. M .: GP TsNIIS, 2003.] Témata informační technologie obecně EN adaptivní asymetrická digitální účastnická linka RADSL ... Technická příručka překladatele

Asymetrická digitální účastnická linka (ADSL)- ADSL, Kb/s (Asymmetric Digital Subscriber Line) je modemová technologie určená k propojení koncového (klientského) zařízení s přístupovým uzlem poskytovatele (komunikačního operátora). Převádí standardní účastnické telefonní linky na ... ... Oficiální terminologie

Internet v Dánsku- Asymetrická digitální předplatitelská linka neboli ADSL (z anglického Asymmetric Digital Subscriber Line) byla představena v Dánsku v roce 1999. Navíc byla tato technologie zavedena prakticky na státní úrovni a v současné době v Dánsku 97% ... ... Wikipedie

Páskové (neboli páskové) linky se rozšířily v souvislosti s (zavedením mikrovlnné technologie technologie tištěných spojů. Používají se především v centimetrových a decimetrových rozmezích. Vyrábějí se na bázi dielektrických desek potažených kovovou fólií o tl.

Používají se vysokofrekvenční dielektrika: fluoroplast, polystyren, polyolefiny, sklolaminát impregnovaný fluoroplastem nebo mermanganovou pryskyřicí.

Asymetrické vedení (obr. 10.14a) je konstrukčně nejjednodušší, má však podstatnou nevýhodu: část vlny se šíří vzduchem a způsobuje nežádoucí spojení s ostatními prvky obvodu. Symetrická čára (obr. 10.146) "dielektrický sendvič" - téměř zcela stíněná. Při šířce vnějších plátů není na jejich okrajích prakticky žádná krytina; V tomto případě je páskové vedení ekvivalentní koaxiálnímu vedení s velmi úzkými štěrbinami ve vnějším vodiči.

Koeficient útlumu vedení s vadným dielektrikem je určen především ztrátami v dielektriku. Tento zdroj ztrát je téměř zcela eliminován v (nadzemní vedení (obr. 10.14c), ve kterém jsou vodivé pásky umístěny na obou stranách tenkého dielektrického plechu a vzájemně spojeny; podpěry tohoto plechu jsou odstraněny, aby oblast, kde se pole prakticky nevyskytuje Širokopásmové desky jsou uzemněny a vzájemně se spojují.

TYPY VLN

Hlavní vlna v páskovém vedení je vlna TEM. Dielektrická vrstva má konečné rozměry, proto se poblíž její hranice ve vzduchu vytvoří (povrchová vlna), pole této vlny je však tak malé ve srovnání s polem v dielektriku, že rozdíl mezi vodní strukturou v linii a příčný, zejména u symetrických konstrukcí, nemusí být zohledněn.

Výskyt vln vyššího řádu (je vyloučen, pokud je ekvivalentní šířka pásky a vzdálenost mezi vnějšími deskami menší než polovina vlnové délky v dielektriku vedení: splnění těchto podmínek při maximální frekvenci zajišťuje jedno- režimová čára v provozním rozsahu.

Ekvivalentní šířka pásky (větší než geometrická šířka kvůli okrajovému efektu. Hodnota ekvivalentní expanze se vypočítá podle vzorce

Přibližný vzorec pro dává chybu ne větší než 2 % at

HLAVNÍ PARAMETRY

Charakteristika, se kterou je odpor symetrického vedení určen kapacitou C, jednotkami jeho délky. Ten je určen vzorcem pro plochý kondenzátor se třemi deskami s přihlédnutím k dodatečné kapacitě způsobené okrajovým efektem. Ekvivalent pásku jednotkové délky, vzdálenost mezi páskou a deskami jsou dva paralelně zapojené kondenzátory. Proto, odkud podle vzorce (10.9)

Tento vzorec je platný třikrát, když je získán (výsledek by měl být zvýšen o 4%.

Charakteristický odpor nesymetrického vedení s pevným dielektrikem je přibližně dvakrát větší než odpor zjištěný, protože je určen kapacitou mezi páskou a jednou deskou: s plněním vzduchem, získaný I. S. Kovalevem.

Koeficient tlumení Součinitel je určen univerzální f-loy (8.43). Analýza ztrát ve vodičích je obtížný úkol kvůli nerovnoměrnému rozložení pole podél jejich povrchu. Jako první aproximaci budeme předpokládat, že hustota proudu po obvodu pásky je stejná a odpor desek je stejný jako u pásky. Potom je celkový odpor na jednotku délky vedení a koeficient útlumu podle f-lam (10.11) definován jako

Při obvyklých poměrech rozměrů vedení jsou ztráty v deskách poněkud menší a na pásce větší než za předpokladu.

Mezní výkon symetrického páskového vedení, určený průrazem, je 1,5-2krát (méně než u obdélníkového vlnovodu se stejnými příčnými rozměry. Při přenosu spojitých signálů je povolený výkon omezen dielektrickým ohřevem. Symetrické vedení může přenášet výkon 1,5krát více než nesymetrické nebo koaxiální linky.

APLIKACE PRUŽKOVÉ ŘADY

Pásková vedení se používají především v přenosovém rozsahu (malé (výkony). Jejich výhodou oproti dutým vlnovodů je snadná výroba, (kompaktnost a nízká cena. Krátké úseky vedení lze stavět i pro vyšší frekvence, pokud je koeficient útlumu řádu (několik) decibelů) je přijatelný na metr.

Zvláště výhodné jsou výhody pásových linek vyráběných metodou tištěných spojů při konstrukci malých funkčních celků ((například frekvenčních filtrů) na mikrovlnách. K tomuto účelu se s úspěchem používají takové linky, počínaje stovkami megahertz.

V miniaturních integrovaných obvodech se jako technologicky vyspělejší používají mikrovlny (asymetrické mikropáskové vedení. Šířka pásku je obvykle Pro snížení průniku pole do vzduchu se používá dielektrikum s vysokou hodnotou

Nevyvážená pásová linie

Asymetrické páskové přenosové vedení nebo mikropáskové vedení (obr. 12.3, 12.4, a) je páskové vedení, ve kterém je vodič (1) oddělen od obecného pokovení (3) dielektrickou vrstvou (2). Taková linka se snadno vyrábí pomocí moderních technologických postupů, má malé rozměry, nízkou cenu v hromadné výrobě a vysokou spolehlivost. Rozložení siločar elektrického a magnetického pole je znázorněno na Obr. 12.4 , b. Přes zřejmou jednoduchost konstrukce je přesná analýza charakteristik mikropáskového vedení s nehomogenním dielektrickým prostředím poměrně komplikovaná. Charakteristiky vedení se počítají zpravidla za předpokladu šíření kvazi-T-vlny. Přísně vzato se ve vedení šíří smíšená vlna, která má znatelný rozptyl, což způsobuje změnu jejích parametrů s frekvencí. Přesné určení frekvenčně závislých parametrů je možné při řešení okrajové úlohy numerickými metodami na počítači.

Rýže. 12.3. Jednostranné proužkové provedení

Rýže. 12.4. Návrh asymetrického páskového přenosového vedení (a) a rozložení silových vedení elektrického a magnetického pole (b).

U NPL je výpočet vlnového odporu a dalších parametrů obtížnější úkol než u SPL. Hlavní rozdíl je v tom, že NSL je otevřená struktura a konstrukce její rigorózní teorie se ukázala být spojena s řešením řady složitých problémů matematické teorie difrakce a výpočetní elektrodynamiky. Různé přibližné výsledky se přitom ukázaly jako velmi užitečné pro řadu aplikací. Jeden takový přístup zahrnuje použití takzvaného Olinerova modelu. Tento model je založen na porovnání vlnových impedancí reálného vedení s relativní permitivitou materiálu substrátu ε r a rovnoměrně vyplněný vlnovod s magnetickými bočními stěnami. Kromě toho má náplň tohoto vlnovodu hodnotu ε eff– efektivní relativní permitivita odlišná od ε r .hodnota ε eff určuje rovnost fázových rychlostí v obou vedeních. Efektivní šířka W eff NPL pro model Oliner se určuje z rovnosti vlnových impedancí původního vedení a modelu.

Pro stanovení odporu vln byla získána řada přibližných vztahů Z V a efektivní relativní permitivita ε eff v kvazistatické aproximaci. Tedy vlnový odpor Z V lze vypočítat s nízkou chybou (±1 %) pro 1 ε r16 a geometrické rozměry v ploše .

Pro široké vodiče ()

a pro úzké vodiče ()

, (12.8)

kde parametr ε eff rovná se:

Ztráty v MSL se obvykle dělí na ztráty v dielektriku substrátu, v kovových prvcích vedení a na záření do okolního prostoru vlivem povrchových a prostorových typů vln. Pro výpočet ztrát v kovu a dielektriku substrátu jsou známy poměrně jednoduché výpočetní vztahy. Radiační ztráty jsou obvykle spojeny s přítomností různých druhů nehomogenit v PLP. Takže to může být přerušení linky nebo její ohyb; otvor ve středním vodiči; další linka umístěná poblíž (v tomto případě se mluví o připojených PLP).

Koeficient útlumu v důsledku ztrát v dielektriku je určen podle následujících vzorců:

; [dB/m] (12,11)

Kde , kde je frekvence [GHz].

Při zohlednění konečné tloušťky vodiče místo poměru W/ D musíte nastavit hodnotu W * / D:

, (12.12)

. (12.13)

Závislost Z V z poměru při různých hodnotách ε r(křivka 1 odpovídá ε r = 2,2; křivka 2 - ε r = 4,0; křivka 3 - ε r = 6,0; křivka 4 - ε r = 9,6) lze znázornit křivkami znázorněnými na Obr. 12.5. Analýza těchto křivek ukazuje, že hodnota Z V v MSL klesá s rostoucím W, ε r a s poklesem tloušťky substrátu D.

Výpočty ukazují, že pro hodnoty parametrů MSL W= 1 mm, D= 1 mm, vyrobené na bázi polykoru s ε r = 9,6, jeho charakteristická impedance je přibližně 50 ohmů.

Důkladnější analýza ukazuje, že v MSL se šíří nečistá T-vlna, takže vlnová impedance a efektivní permitivita závisí na provozní frekvenci. Tento vztah se nazývá disperze. Ve výše uvedených vypočtených poměrech je při zohlednění disperze nutné nahradit hodnotou .

Rýže. 12.5. Závislost velikosti vlnového odporu na konstrukčních parametrech a rozměrech.

Na základě zobecnění četných experimentálních dat byl získán následující empirický vzorec, který umožňuje vzít v úvahu frekvenční závislost:

, (12.14)

, (12.15)

Kde F- pracovní frekvence [rozměr v GHz], jednotka W A D ve srovnatelných částkách.

Přesnost výpočtů podle vzorců (12.14) a (12.15) není horší než 2 % at a mm.

Faktor útlumu  m v kovu se určuje podle následujících přibližných vzorců:

(12.17)

kde a je vodivost materiálu použitého k výrobě vodičů mikropáskového vedení, je vodivost mědi.

(12.18)

Kde ; ; ; ; .

Na Obr. 12.6 ukazuje závislost koeficientu útlumu mikropáskového přenosového vedení na frekvenci pro hodnoty parametrů  r = 9,6, D = l mm, = 75 Ohm (křivka 1) a = 50 Ohm (křivka 2.) Je vidět, že s rostoucí frekvencí roste koeficient útlumu podle zákona   F. S nárůstem vlnového odporu rostou i ztráty při rovnosti všech ostatních parametrů. Skutečné mikropáskové obvody jsou umístěny ve stíněném pouzdře. V tomto případě se idealizovaná myšlenka vedení hranic umístěných v nekonečné vzdálenosti od pásu ukazuje v řadě případů jako nepřesná. Má se však za to, že pokud je stínící pouzdro umístěno ve vzdálenosti větší než 10  W, pak lze parametry takového přenosového vedení určit pomocí výše uvedených vzorců pro nestíněné vedení.

U skutečných mikropáskových vedení se útlum zvyšuje v důsledku drsnosti substrátu, konečné tloušťky adhezivní podvrstvy mezi vodičem a substrátem a také v důsledku řady dalších faktorů, které nebyly výše zohledněny.

Rýže. 12.6. Frekvenční závislost útlumu mikropáskového přenosového vedení.

kde je hodnota F kr vyjádřeno v GHz a D - v mm.

V režimu kontinuálních oscilací určují dielektrickou pevnost ztráty v mikropáskovém vedení a také intenzita odvodu tepla z podložky. Přibližné průměrné limity výkonu pro linku se safírovým substrátem jsou 80 - 100W , a omezující pulzní výkon (se střídou signálu větším než 50) je několik kilowattů.

Z výše uvedeného je zřejmé, že elektrické charakteristiky mikropáskového vedení jsou určeny jeho geometrickými rozměry. Zmenšení tloušťky substrátu zajišťuje: nízké ztráty záření, snížení pravděpodobnosti buzení povrchových vln, zvýšení hustoty uložení. Nicméně, ceteris paribus, aby byl zachován konstantní vlnový odpor, je nutné snížit W, což zase vede ke zvýšení ztrát ve vodičích. Navíc pro malé hodnoty parametrů D A W požadované výrobní tolerance pro uspokojivý elektrický výkon může být obtížné implementovat. Při výběru kompromis D je akceptovaný rozsah standardních tlouštěk substrátu pro mikropáskové vedení: D = 0,25; 0,5; 1 mm.

Zastavme se u definice dalšího geometrického rozměru mikropáskového vedení - tloušťky vodiče. Proud v mikropáskovém vodiči protéká převážně na straně vodiče přivrácené k substrátu a je soustředěn ve vrstvě, jejíž tloušťka se přibližně rovná tloušťce povrchové vrstvy. Pro zajištění nízkých ztrát ve vodiči je nutné, aby tloušťka vodiče a uzemněné desky byla přibližně 3-5 tloušťek povrchové vrstvy.

Nejspolehlivější nesymetrické spoje se vyrábějí pomocí koaxiálního kabelu, ale jsou drahé. Další nevýhodou nesymetrických vedení je vysoká hladina šumu přítomného ve společném vodiči. Tyto nedostatky u symetrických komunikačních linek prakticky chybí.

Symetrické vedení jsou dva vodiče izolované od společného vodiče. Na vstupu i na výstupu je symetrické vedení zatíženo charakteristickou impedancí a zátěž je připojena symetricky vůči společnému vodiči.

Typicky se symetrické vedení vyrábí ve formě kroucené dvoulinky (viz obr. 114), jejíž charakteristická (vlnová) impedance je obvykle asi 130 ohmů.

Obr.114. Symetrická komunikační linka.

Vyvážené vedení má zvýšenou odolnost proti rušení díky skutečnosti, že oba vodiče vedení jsou připojeny ke společnému vodiči obvodu přes stejný odpor. Pro organizaci běžného provozu vedení je nutné přenášet signál v protifázi v obou vodičích vedení, což znamená, že pokud má signál na vstupu jednoho vodiče vedení vysokou úroveň, pak signál na vstup druhého vodiče musí mít nízkou úroveň.

To lze provést pomocí dvou střídačů při vysílání a odpovídajícím způsobem spouště RS při příjmu (obr. 115).

Obr.115. Symetrická komunikační linka s TTL prvky.

Logické prvky použité jako vysílače musí mít zvýšenou zatížitelnost, např. 155LA6 nebo tranzistorové kaskády postavené na bázi mikroobvodu 155LP7 (obr. 116).

Obr.116. Vysílač na čipu 155LP7.

Na obrázku jsou akceptována tato označení: D - datový vstup, C - synchronizační vstup, A - vstup komunikační linky. Protože pro normální provoz symetrické komunikační linky musí být signály dodávány do vodičů linky v parafázovém kódu, v levém obvodu jsou tranzistory zapínány emitorovými sledovači a inverze je prováděna spodním prvkem 2I- NE. V pravém obvodu je jeden tranzistor sepnut podle obvodu sledovače emitoru (žádná inverze) a druhý je sepnut klíčkem (inverze je přítomna). Pro přizpůsobení jako zátěže v obou obvodech se používají rezistory rovné polovině vlnového odporu.

Jako přijímače symetrických komunikačních linek je nutné použít zařízení určená pro parafázovou reprezentaci informace a s hysterezí na vstupu.

Přednáška 35

1. Digitálně-analogové a analogově-digitální převodníky.

Elektronická zařízení určená ke změně formy reprezentace hodnot proměnných. Existují analogové a digitální formy prezentace informací. Analogová forma reprezentace je taková, že jakákoli proměnná je reprezentována plynule se měnící hodnotou. Příkladem může být elektrické napětí nebo proud v jakémkoli elektrickém obvodu. Proud v elektrickém obvodu může skutečně nabývat hodnoty určené parametry obvodu, ale počet těchto hodnot je nekonečně velký. Digitální forma zobrazení spočívá v tom, že hodnota proměnné je reprezentována vícemístným číslem poziční číselné soustavy. Počet hodnot proměnné je určen chybou v reprezentaci proměnné. Pokud je tedy proměnná reprezentována čtyřmístným desítkovým celým číslem, pak chyba reprezentace je jednotka nejméně významné číslice a počet hodnot proměnné je 10 000.