Обійти це обмеження можна за допомогою спеціалізованих пристроїв - подовжувачів інтерфейсу.
КОАКСІАЛЬНИЙ КАБЕЛЬ АБО Вита пара?
Якщо два дроти мають схожі характеристики і досить закруток на метр (чим більше, тим краще), на них будуть однаково впливати шуми, падіння напруги і наведення. Підсилювач з хорошим КОСС на приймальному кінці лінії усуне більшу частину небажаних шумів.
Вита пара зазвичай дешевше коаксіального кабелю. її легше розкладати, а оброблення роз'ємів не представляє ніяких проблем.
Симетричними є двопровідні схеми, в яких обидва провідника і всі підключені до них ланцюги мають однаковий імпеданс щодо землі і будь-якого іншого провідника.
Мета симетрування полягає в тому, щоб зробити рівними шуми, що наводяться в обох провідниках; в цьому випадку вони будуть являти собою поздовжній, або синфазних, сигнал, який можна компенсувати в навантаженні.
Симетрування - метод придушення шумів, який можна використовувати в поєднанні з екрануванням там, де рівень шумів повинен бути нижче рівня, досяжного при використанні тільки екранування, або навіть замість екранування.
Використання диференціального підсилювача стало першим кроком на шляху до створення симетричною системи. Підсилювач забезпечує симетричну навантаження, але джерело залишається несиметричним через наявність внутрішнього опору джерела сигналу Rr. (Рис. 1).
Малюнок 1 Зменшення ефекту синфазних шумів
При симетрування джерела щодо землі (рис. 2) виходить повністю симетрична система. У загальному випадку послідовно з провідниками виявляютьсявключеними два синфазних напруги шумів Uш1 і Uш2, які викликають появу струмів шумів Iш1 і Iш2. Джерела Uг1 і Uг2 спільно створюють сигнальний струм Іг. При цьому сумарна напруга на навантаженні складе
Uн = Iш1Rн1 - Iш2Rн2 + Іг (Rн1 + Rн2)
Перші два члена в правій частині рівняння є напруги шумів, а третій член - напруга корисного сигналу. Якщо Iш1 дорівнює Iш2 і Rh1 одно Rн2, то напруга шумів на навантаженні дорівнює нулю. Рівняння при цьому спрощується:
т. е. напруга на навантаженні створює тільки сигнальний струм Іг.
Малюнок 2 Симетрування джерела сигналу
В якості провідників в симетричних схемах зазвичай застосовують неекрановані або екрановані кручені пари, так як вони симетричні. Коаксіальний кабель, навпаки, має несиметричну форму, тому для симетричній системи слід брати два коаксіальних кабелі.
Ступінь симетрії схеми, або коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу (КОСС), визначається як відношення синфазного (поздовжнього) напруги шумів до викликаного їм диференціального (або поперечному) напрузі шумів і виражається зазвичай в децибелах (дБ). Перетворення синфазного напруги в диференціальне є наслідком несиметрії системи.
КОСС = 20 lg (Uсінф / Uдіф)
Чим краще симетрія схеми, тим більше придушення шумів можна отримати. Якщо було б можливо досягти досконалої симетрії, шуми не могли б проникати в систему. Від добре спроектованої системи можна очікувати симетрію 60 - 80 дБ. Можна отримати і кращу симетрію, проте для цього зазвичай потрібні спеціальні кабелі, і може знадобитися індивідуальна підстроювання схеми. Симетрія системи залежить від симетричності джерела, сигнальних проводів і навантаження, а також від симетрії будь-яких паразитних імпедансів. Між двома вхідними провідниками повинна бути забезпечена симетрія, як по активним, так і по реактивним опорам, т. Е. Активні і реактивні опору кожного з провідників щодо землі повинні бути рівні.
Величина будь-яких шумів, проникаючих в симетричну схему, є функцією ступеня її несиметрії і прямо пропорційна синфазному напрузі шумів. Симетрія ніколи не буває досконалою, і при наявності синфазних напруг шумів деяка напруга шумів надходить в схему. Синфазное напруга шумів можна зменшити відповідним екрануванням і заземленням. Екранування можна використовувати для зменшення величини синфазного напруги, що наводиться на провідники, а симетрування зменшує частку синфазного напруги, що надходить в навантаження. Симетрія системи залежить від частоти сигналу. Зазвичай, чим вище частота, тим важче отримати точну симетрію, оскільки на високій частоті великий вплив на роботу схеми надає паразитная ємність.
Знання симетрії, яка забезпечується окремими компонентами, з яких будується система, не дозволяє прогнозувати ступінь симетрії всієї системи. Наприклад, відхилення в симетрії двох компонентів можуть компенсувати один одного таким чином, що сумарний баланс комбінації компонентів буде вище, ніж від кожного з них. З іншого боку, компоненти можуть бути такими, що сумарний баланс може виявитися менше, ніж від кожного компонента окремо.
Одним із способів гарантії гарної симетрії всієї системи є завдання на кожен компонент допуску, істотно меншого, ніж величина загального допустимого разбаланса системи. Однак цей метод може призвести до того, що розробка буде не найекономічнішою.
- Симетрія - основа гармонії
- Краса вимагає жертв, в даному випадку - не дуже великих і цілком виправданих.
Недолік симетричною передачі сигналу по кручений парі полягає в тому, що на додаток до кабелю необхідні одне передавальне і одне приймальне пристрій. Вони збільшують не тільки вартість системи, але і ризик втратити сигнал, якщо який-небудь з цих двох компонентів вийде з ладу.
Правильне рішення полягає у використанні подовжувачів інтерфейсу (extender або line transmitter) комп'ютерного монітора, сучасні моделі яких забезпечують передачу сигналу на необхідну дальність з малим рівнем перешкод по кручений парі. Таке ефективне і недороге технічне рішення знайде застосування в багатьох областях: у інформаційних системах на транспорті, в навчальних закладах або лікарнях.
У нову лінійку обладнання входять передавачі XGA сигналу в виту пару, підсилювачі-розподільники, комутатори, приймачі сигналів з кручений пари.
Можливості обладнання задовольнять потребам найвимогливіших користувачів.
Подовжувач сигналів VGA, який використовує кабель на кручений парі, не має проблем з сумісністю і не вимагає складного обслуговування.
Новітні розробки дозволяють транслювати сигнал VGA на відстані більше 300 м
ЩО І НА ЯКЕ ВІДСТАНЬ ПЕРЕДАЄ ПОДОВЖУВАЧ
Пасивна лінія (без підсилювачів / перетворювачів):
Для сигналів VGA, Super-VGA або XGA:
- Звичайний кабель VGA забезпечує передачу зображення з роздільною здатністю 640x480 пікселів на відстань 5-7 м
- При вирішенні 1024x768 і вище такий кабель не повинен бути довжиною менше 3 м.
- Високоякісні промислові кабелі VGA / XGA забезпечують дальність до 10-15, рідко до 30 м.
Лінія зв'язку схильна до втрат на високих частотах (High frequency loss), які проявляються в зниженні яскравості до повного зникнення кольору, погіршенні дозволу і чіткості. Для усунення цієї проблеми в удлинителях VGA / XGA використовується схема управління втратами на високих частотах, іменована EQ (Cable Equalization, корекція кабелю) або управління високочастотної складової - HF (High Frequency) control. Схема EQ забезпечує частотно-залежне посилення сигналу для «випрямлення» амплітудно-частотної характеристики.
Отже, подовжувач повинен бути оснащений підсилювачем сигналу (бажано регульованим) і системою EQ, а в якості середовища передачі краще вибрати виту пару, як найбільш масове і недороге кабельний виріб.
ЛІНІЇ на основі витої пари
Компонентний сигнал для телебачення високої чіткості (ТВЧ, HDTV) вимагають більшої смуги пропускання і добре передаються на 100-500 м.
Сигнали класу VGA можна передавати на відстані до 100-300 метрів. Приклад системи передачі такого сигналу на 100 м наведено на малюнку 3, а розгалуженої системи розподілу сигналу до 250 м - на малюнку 4.
Середовищем передачі в удлинителях можуть також бути оптичне волокно і бездротовий радіоканал. У порівнянні з крученими парами, оптоволокно значно збільшить вартість проекту, а бездротовий зв'язок не забезпечить достатньої перешкодозахищеності і надійності, та й отримати дозвіл на її використання непросто. Подовжувач інтерфейсу повинен бути оснащений регульованим підсилювачем сигналу і схемою компенсації втрат на високих частотах.