Методика определения параметров кабеля

1. Определить требуемое значение скорости обмена данными в сети (С бит/сек). Скорость определяется исходя из требуемой скорости управления технологическим процессом, вида сетевой технологии, количества абонентов сети, и прочее.

2. Исходя из требуемого значения скорости обмена, вычислить длительность информационного бита по формуле:

,

где C − скорость обмена.

3. Задать минимальное напряжение сигнала (U₀), на входе самого удаленного приемника.

4. Задать максимально допустимый уровень искажений
сигнала (δ, %) на входе самого удаленного приемника (из графика на рисунке 2.16).

5. Определить требуемую длину кабеля (L,м).

6. Вычислить максимальное допустимое значение активного сопротивления кабеля длиной L по следующей формуле:

,

где R_l − активное сопротивление кабеля длиной L;

R_c − сопротивление согласующего резистора, равное волновому сопротивлению кабеля;

U_min − минимальное напряжение сигнала на выходе формирователя, равное 1,5 В;

U₀ − минимальное напряжение сигнала на входе самого удаленного приемника.

7. Вычислить погонное сопротивление кабеля по формуле:

,

где r_k − погонное сопротивление кабеля (активное сопротивление одного метра кабеля).

8. Руководствуясь справочными данными, выбрать кабель,
волновое сопротивление которого равно R_c из п.6, а погонное сопротивление не более вычисленного в п.7.

9. Вычислить длительность переднего фронта импульса
(время нарастания сигнала от 10% до 90% его максимального уровня), воспользовавшись параметрами выбранного кабеля:

где t_r − длительность переднего фронта сигнала на входе самого

удаленного приемника;

C_k −погонная емкость кабеля;

R_экв − эквивалентное активное сопротивление нагрузки

формирователя, определяемое следующим образом:

где r_k* − погонное сопротивление выбранного кабеля;

L − максимальная суммарная длина кабеля;

R_вх − входное сопротивление приемника;

R_c − сопротивление согласующего резистора, равное волновому сопротивлению кабеля;

n − предполагаемое количество приемников, подключаемых к кабелю;

Z_k − волновое сопротивление кабеля.

Рисунок 2.16− График зависимости уровня искажений сигнала на входе приемника от минимального напряжения сигнала и отношения длительности переднего фронта к длительности информационного бита.

10. Установить реальное значение уровня искажений сигнала на входе самого удаленного приемника (δ%).

Оно определяется по отношению длительности переднего фронта сигнала, рассчитанной в п.9, к полной длительности информационного бита, значение которой вычислено в п.2, и минимальным напряжением сигнала на входе самого удаленного приемника U₀ в соответствии с графиками, приведенными на рисунок 2.16.

11. Если полученный уровень искажений превышает допустимый, согласно п.4, следует повторить выбор кабеля.

При этом кабель должен иметь меньшие значения погонного сопротивления и погонной емкости, чем выбранный в п.8.

12. Если не удается выбрать кабель с лучшими параметрами, следует снизить значение скорости обмена либо сократить протяженность линии связи.

Графики, приведенные на рисунке 2.16, построены, исходя из предположения, что формирователь имеет максимально допустимую степень асимметрии выхода, приемник обладает наихудшей допустимой чувствительностью, а фронты сигнала, распространяющегося по линии связи между самыми удаленными ее точками, имеют форму, близкую к обратной экспоненте.