questione impedenza cavo coassiale e driver

Ho in corso una piccola questione con un collega. Abbiamo un line driver push-pull digitale (0-5 V) collegato a un cavo coassiale da 50 ohm, che supponiamo ideale e senza perdite, piuttosto lungo (decine di metri), al cui estremo opposto è collegato un line receiver correttamente terminato a 50 ohm. Il driver ha una impedenza di uscita bassa, diciamo

10 ohm, e tempi di salita e discesa rapidi, dell'ordine di 2 nS. (In realtà la questione è diversa e più complessa, ma il problema è lo stesso).

Il mio collega dice che così non va bene, c'è un disadattamento di impedenza tra driver e cavo coassiale e dobbiamo mettere una resistenza da 40 ohm in serie. Perchè? Lo sanno tutti che dall'inizio alla fine di una linea di trasmissione le impedenze devono essere tutte uguali altrimenti si producono riflessioni.

Io invece dico che non ha nessuna importanza l'impedenza di uscita del driver, anzi, più è bassa meglio è perchè così al ricevitore arriverà un segnale più ampio. Mettendo una resistenza in serie al driver otterremo solo un segnale dimezzato sul ricevitore. E comunque le riflessioni non ci saranno perchè l'altro estremo del cavo è terminato sulla esatta impedenza.

Chi ha ragione?

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brown_fox
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In data Sun, 19 Jul 2009 21:18:48 GMT, brown_fox ha scritto:

Sicuramente non ci sono riflessioni. Il problema casomai è che non è soddisfatto il massimo trasferimento di potenza tra driver e linea. Così su due piedi mi sembra non sia un problema su una linea digitale, sbaglio?

Insomma il tuo ragionamento secondo me non fa una piega.

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Giacomo "Gwilbor" Boschi
http://gwilbor.splinder.com/
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Giacomo "Gwilbor" Boschi

Tu :)

E il massimo trasferimento di energia si ha quando l'impedenza di sorgente e` bassa rispetto a quello della linea.

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Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

L'adattamento energetico fra driver e linea e` diverso a seconda che si possa lavorare sulla linea o sulla sorgente. In caso di sorgente data, il massimo trasferimento energetico si ha con l'impedenza di carico adattata (complessa coniugata).

Invece se il carico e` dato e la sorgente e` a tensione equivalente costante, il massimo trasferimento energetico si ha con la Z del generatore molto minore di quella del carico.

In ogni caso, quando si mette una resistenza in serie si spreca sempre potenza. GLi adattamenti di impedenza vanno fatti con trasformatori o adattatori reattivi.

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Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

Il 20 Lug 2009, 00:42, Franco ha scritto:

Benissimo, ti ringrazio molto! Possiamo anche dire che, in generale, l'impedenza della sorgente, da 0 a infinito, influenza esclusivamente il trasferimento di energia? L'unico caso in cui l'impedenza della sorgente ha effetti sulle riflessioni è quando il carico è disadattato o vi sono discontinuità lungo la linea. In questi casi si producono riflessioni che tornano alla sorgente. Se la sorgente ha impedenza diversa da quella della linea, vi sarà una ulteriore riflessione verso il carico e avremo riflessioni multiple. Se invece la sorgente ha l'impedenza della linea, la riflessione del carico sarà assorbita dalla sorgente stessa e tutto finirà lì. E' corretto tutto questo?

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brown_fox

brown_fox ha scritto:

Potreste aver ragione entrambi. Occorre valutare quali sono le frequenze in gioco ( o i transitori), la stazionaria produce effetti solo da alcuni Mhz in su; a frequenze piu' basse, e lunghezze non elevatissime, la stazionaria ha valore solo teorico.

Francesco.

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Francesco M

brown_fox ha scritto:

Come affermi la linea e' adattata in quanto all'uscita hai i 50 Ohm, per cui come anche altri hanno suggerito hai la massima potenza con impedenza della sorgente nulla, che nel tuo caso leggasi collegamento diretto col driver-rete (R interna di 10 Ohm).

ciao giorgio

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Giorgio Padoan

brown_fox ha scritto:

lui. sei nella stessa situazione dei controller delle ram dinamiche o dei bus dei processori, dove l' impedenza del driver (lvhcmos?) e' molto piu' bassa della impedenza del bus: si inseriscono res in serie per adattare; credi che le avrebbero messe se non fossero necessarie ?

saluti

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  lowcost
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lowcost

Il 20 Lug 2009, 16:29, lowcost ha scritto:

Cribbio! Come argomentazione non è per niente scientifica ma devo dire che è pesantemente a favore del mio collega e mi ha confuso parecchio! Ci ho dovuto pensare un po' su e credo di avere una spiegazione che è legata alla mia precedente replica a Franco, sperando che sia esatta. La resistenza in uscita del bus driver non viene messa per adattare l'impedenza di uscita alla linea, ma per assorbire eventuali riflessioni causate da un disadattamento alla fine della linea. In pratica, una riflessione alla fine della linea, di per sè, non causa il benchè minimo inconveniente in quel punto. I problemi sorgono quando il segnale riflesso torna indietro al driver e qui si somma al segnale vero e viene riflesso nuovamente verso la linea, causando delle forti oscillazioni smorzate. Mettendo una resistenza in serie all'uscita del driver, si dissipa il segnale riflesso e si impediscono ulteriori riflessioni. Comunque attendo anch'io una conferma!

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brown_fox

brown_fox ha scritto:

La questione secondo me e' abbastanza semplice: da come l'hai posta sembra che in linea si trasmetta SOLO dal Driver al Ricevitore e non vi sia scambio di dati in senso opposto. In tal caso allora hai ragione tu. Se la linea e' usata in modo "bidirezionale" cascano le affermazioni fatte da me e Franco. In tal caso, come nei BUS, ecc. la linea deve essere sempre correttamente caricata onde evitare le riflessioni e la conseguente onda stazionarioria.

ciao giorgio

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Giorgio Padoan

Si` e` corretto.

Se ci sono problemi di riflessioni, bisogna terminare la linea da una delle due parti, al fondo, far end, oppure all'inizio dove c'e` il driver, near end.

La scelta se terminare al fondo o sulla sorgente dipende da varie considerazioni, ad esempio la dissipazione statica di potenza, il voler ottenere una linea a onda incidente o riflessa...

Se i carichi sulla linea sono leggeri (ad esempio dei ricevitori con impedenza elevata), allora conviene terminare la sorgente, perche' si riduce il consumo di potenza.

Pero` terminando la sorgente ottieni un sistema a onda riflessa: minore potenza dissipata, ma il tempo di propagazione aumenta perche' per rivelare la transizione e` necessario attendere l'onda riflessa.

I vecchi bus erano tipicamente a onda diretta, quelli attuali a onda riflessa, ma sto andando fuori tema.

Nel caso di sistema terminato sul far end, l'energia trasmessa dipende dal trasmettitore e dal suo adattamento.

Se hai un TX a bassa impendenza, usa quello e vivi felice, se riesce ad erogare la corrente :). Se hai un TX a impedenza maggiore della linea, l'accoppiamento energetico diventa sempre piu` scadente. Ovviamente non si adatta mettendo una resistenza in parallelo al TX, ma bisogna adattare per mezzo di un trasformatore.

In questo caso pero` il trasformatore, per la massima energia trasferita, deve presentare una impedenza di uscita pari a quella della linea.

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Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

Lascia stare :). Cerca i sistemi a incident wave switching e quelli a reflected wave switching. Nei PC sono tutti reflected, ma per ragioni di costo, potenza dissipata... Se hai gia` la terminazione, lascia solo quella in fondo alla linea.

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Franco

Wovon man nicht sprechen kann, darüber muß man schweigen.
(L. Wittgenstein)
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Franco

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