ЩО КРАЩЕ ВИКОРИСТАТИ: КОАКСІАЛЬНИЙ КАБЕЛЬ АБО виту пару?
Вита пара, відрізняється від коаксиала роботою в симетричному режимі, тобто вплив електромагнітних хвиль і перешкод однаково впливає на обидва дроти. При попаданні на приймальний пристрій сигнал надходить на вхід диференціального підсилювача, що володіє добре збалансованим коефіцієнтом ослаблення синфазного сигналу (КОСС)
У разі якщо обидва дроти мають схожі характеристики і достатньою кількістю витків на метр довжини (чим більше - тим краще), вони будуть в однаковій мірі схильні до впливу шумів, падінь напруги і наведень, а підсилювач з хорошим показником КОСС на приймачі прибере більшу частину перешкод.
Важливою перевагою кручений пари є низька ціна в порівнянні з коаксіальним кабелем, до того ж її легше укладати, а робота з роз'ємами не представляє ніяких складнощів.
симетрування
Симетричними називаються двопровідні схеми, в яких і провідники, і всі підключені до них ланцюги підключення мають однаковий импедансом щодо будь-якого іншого провідника.
Симетрування - це один з методів придушення шумів, який застосовується поєднанні з екрануванням там, де очікуваний рівень шуму повинен бути нижче рівня, отриманого при використанні тільки екранування. Метою даного методу є рівняння шумів наведених в обох провідниках, для отримання синфазного сигналу, який можна буде компенсувати в приймачі.
Застосування диференціального підсилювача є початковим етапом для створення симетричною системи. Підсилювач здатний забезпечити симетричну навантаження, але в той же час джерело сигналу залишається несиметричним, зважаючи на наявність внутрішнього опору Rr. (Рис. 1).
При симетрування джерела по відношенню до землі (схема на рис. 2), вийде система з практично повною симетрією. У типовій ситуації послідовно з провідниками наводяться два синфазних напруги шумів Uш1 і Uш2, які сприяють появі струмів шумів Iш1 і Iш2, а в той же час джерела Uг1 і Uг2 генерують струм сигналу Іг. В результаті сумарна напруга на навантаженні знаходиться за формулою
Uн = Iш1Rн1 - Iш2Rн2 + Іг (Rн1 + Rн2)
У рівнянні перші два члена позначають напруги шумів, в той час як третій - напруга корисного сигналу. Якщо Iш1 = Iш2 і Rн1 = Rн2, то сумарна напруга шумів дорівнює нулю. Рівняння при цьому спроститься до вигляду:
тобто навантажувальний напруга наводиться тільки сигнальним струмом Іг.
У симетричних схемах в якості провідників використовуються екрановані або неекрановані кручені пари. При використанні коаксиала слід використовувати два коаксіальних кабелі з огляду на їх несиметричності.
Нижче наведена формула розрахунку ступеня симетрії схеми, більш відомої, як коефіцієнт ослаблення синфазного сигналу (КОСС):
КОСС = 20 lg (Uсінф / Uдіф). де
Uсінф -сінфазное (поздовжнє) напруга шумів, а Uдіф - диференціальне (або поперечне) напрузі шумів.
Перетворення синфазного напруги шуму в диференціальне - ознака несиметричності системи.
Чим краще симетричність використовуваної схеми, тим більшого придушення шумів можна домогтися. При досягненні ідеальної симетрії шуми не змогли б проникнути в систему. Хорошим показником симетрії є значення в 60..80 дБ. Теоретично можливо отримати і кращий показник симетрії, але для цього потрібні спеціальні кабелі і можлива поява необхідності в індивідуальній підстроювання схеми. Симетрія системи має залежність від симетричності сигнальних провідників, приймача і передавача, а також від впливу можливих паразитних імпедансів. Звідси випливає, що між двома провідниками на вході необхідно забезпечити симетрію по активним і реактивним опорам, тобто активний і реактивний опір кожного з проводів відносно землі повинні мати однакові значення.
Величина довільних шумів, проникаючих в симетричну систему, є показником функції ступеня її несиметрії і має прямо пропорційну залежність від синфазного напруги шумів. Симетрія в реальному житті ніколи не буде досконалою, тобто при наявності в схемі синфазних напруг, деяка величина напруги шумів завжди буде впливати на її роботу. Синфазное напруга шумів зменшується за допомогою відповідного екранування і заземлення. Симетричність системи має залежність від частоти сигналу, тобто при більш високій частоті складніше добитися точної симетрії, оскільки на функціонування роботи всієї схеми значно впливає паразитна ємність.
Знання показників симетрії, яку забезпечують окремі компоненти системи, не дозволяє точно передбачити ступінь симетрії всієї схеми в цілому.
Одним із способів, що гарантують гарну симетрію всієї системи, є завдання допуску на кожен компонент схеми, до того ж показник допуску повинен бути істотно менше, ніж величина загального допустимої розбалансування системи, але цей метод призводить до значного подорожчання розробки і виробництва всіх елементів схеми.
-подовжувач ІНТЕРФЕЙСУ
Недоліком використання симетричною передачі даних по кабелю на основі витої пари є наявність одного передавального і одну прийомну пристроїв, які збільшують не тільки загальну вартість системи, але її надійність, так як існує ризик втрати сигналу в разі виходу з ладу будь-якого з цих двох компонентів .
Для прикладу розглянемо випадок, що передбачає передачу інформації від комп'ютера на проектор або плазмову панель, яка знаходитися на значній відстані (припустимо, близько 100 м) від системного блоку ПК. Очевидним здається рішення створення локальної мережі з двох комп'ютерів і підключення пристрою виведення зображення замість монітора другого ПК, але як бути, якщо, припустимо, проектор повинен знаходитися в місці, доступ до якого утруднений (стелю приміщення)?
Нова лінійка пристроїв складається з різного устаткування: передавачів і приймачів XGA сигналу, призначених для роботи з кручений парі, комутаторів, підсилювачів - розподільників.
ЯКИЙ СИГНАЛ НА ЯКЕ РАССТОЯНІЕСПОСОБЕН ПЕРЕДАТИ ПОДОВЖУВАЧ
У разі застосування пасивної лінії (тобто без підсилювачів / перетворювачів):
- Кабель RG-11 здатний забезпечити передачу до 50..70 м;
- Спеціалізовані кабелі, тіпаBelden 8281 / Belden 1694A, дозволять збільшити відстань передачі зображення приблизно на 50%.
Для сигналів Super- VGA, VGA або XGA
- Стандартнийкабель VGA здатний забезпечити передачу зображення з роздільною здатністю 640x480 на дальність до 7 м;
- При значенні дозволу 1024x768 і вище довжина такого кабелю не повинна перевищувати 3 м
- Спеціалізірованниепромишленние кабелі стандарту VGA / XGA дозволяють передавати зображення на10..15м, а при застосуванні дорогих і складних виробів - максимум на 30 м
Лінія передачі даних підпадає під вплив високочастотних втрат (High frequency loss), які помітно проявляються в сніженііуровняяркості, погіршенні чіткості і дозволу зображення. Для усунення вищевказаних складнощів, в удлинителях VGA / XGA знайшла застосування схема управління високочастотними втратами, яка називається EQ (Cable Equalization, корекція кабелю) або управління високочастотної складової - HF (High Frequency) control. Схема EQ використовує посилення сигналу, що залежить від частоти, для поліпшення показників амплітудно-частотної характеристики (АЧХ).
Звідси можна зробити висновок, що подовжувач повинен бути оснащуватися підсилювачем сигналу (по можливості регульованим) і схемою EQ, а бажаною середовищем передачі найдоцільніше використовувати кабель на основі витої пари, як найбільш прийнятне і не дорого.
ЛІНІЇ ПЕРЕДАЧІ СИГНАЛУ на основі витої пари
Компонентний сигнал телебачення високої чіткості (ТВЧ, HDTV) потребує досить широкій смузі пропускання і якісно передається на відстані в діапазоні 100..500 м.
Сигнал типу VGA добре передається на довжину до 300 м. На рис. 3 наведено приклад системи передачі даного сигналу на 100 м, а на рис. 4 - розгалуженої системи розподілу сигналу до 250 м.
Як середовище передачі подовжувачі можуть використовувати оптоволокно або радіоканал бездротового зв'язку. У порівнянні з кручений парою, оптоволокно значно дорожче, а бездротовий зв'язок не здатна забезпечити достатнього рівня перешкодозахищеності і надійності, та й отримати ліцензію на її використання вельми непросто. Подовжувача інтерфейсу необхідно мати регульований підсилювач сигналу і схему компенсації втрат на високих частотах.
З усього вищесказаного можна зробити висновок, що найбільш оптимальним вибором для ліній передачі сигналу є кручена пара, з огляду на свою дешевизну, а також завдяки цілому ряду якостей, що забезпечують досить високу якість переданого зображення.