Twisted pair Leitung

Hallo,
ich habe eine Twisted Pair Leitung (0,5² Leitungspaar)
Von der Leitung sind mir lediglich der Schleifenwiderstand (130 Ohm/km)
und der Kapazitätsbelag (120nF/km) aus dem Katalog des Herstellers bekannt.
Ich möchte gerne die Induktivität für einen 1km langen Leitungsabschnitt näherungsweise wissen.
Erhalte ich mit L= 1/((c*0,7)²*120nF) einen realistischen Näherungswert? (0,7 habe ich als Verkürzungsfaktor angenommen)
Ich möchte die Leitung als 20kBaud Current Loop betreiben und darum möchte ich auch die Resonanzfrequenz und die Güte, bzw. das Nachklingeln der Leitung für diese Betriebsart abschätzen.
Kann ich die Leitung dazu vereinfacht als verlustbehafteten Parallelresonanzkreis betrachten?
Sind meine Überlegungen überhaupt richtig oder muss man das ganz anders angehen bzw. gibt es Tabellen usw. dafür?
Schöne Grüsse,
Peter
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Peter Heckert schrieb

Hallo,
was ist bloß an der current loop so toll? Entwerder Leitungsimpedanzen interessieren oder Krempel current loop.
Gruß Peter
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Hallo Peter,
Peter Thoms wrote:

Man kann sie recht einfach auf Fehlerströme, bzw. Kurzschluss und Unterbrechung überwachen und isolieren. Sie ist robust,simpel und bewährt.

Die Impedanz interessiert mich nicht, da die Leitung ja nicht mit Widerstandsanpassung, sondern mit Stromeinprägung betrieben wird. Das Nachklingeln interessiert schon.
Grüsse,
Peter
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Peter Heckert schrieb [...]

Guten Tag Peter,
na, wo sich das wohl bewärt hat. In Bastelbüchern, bei Drehzahlreglern von Motoren?
Noch einmal: Das eine schließt das andere aus. Nur *eins* von beidem macht Sinn. Warum fragst Du dennoch nach Induktivitätsbelägen?
Wenn Du trotzdem weiter machst: Geh vom 600/ 300Ohm Abschuß aus, niedriger werdend.
Gruß Peter
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Hallo Peter,

Die geht im Leitungswiderstand verloren. Bei der RS485 würde sie zur Hälfte im Leitungswiderstand und zur anderen Hälfte im Abschlusswiderstand verloren gehen. Darauf kommt es auch nicht an. Wesentlich ist das Verhältnis von Nutzinformation und Störinformation, das beim Empfänger ankommt. Die Current Loop ist unempfindlich gegen elektrische und magnetische Störfelder, und weil der Spannungshub auf der Leitung klein bleibt, kann man trotz hoher Leitungskapazität hohe Baudraten fahren.

Ich habe 6 Adern in einem Leitungsstrang: +24V, 0V, TX+, TX-, RX+, RX-
Nach der Vorgabe muss Kurzschluss jeder Leitung mit jeder anderen schadlos bleiben und erkannt werden, Desgleichen muss Unterbrechung jeder Leitung erkannt werden. Z.B. mit der RS422 würde das doch recht kompliziert werden, oder irre ich mich?

Leitungsbrand. Es geht um ein redundantes Brandmeldesystem.

Wenn man mehrere Konstantstromquellen mit abgestuften Strömen in Serie schaltet, dann kann man Kurzschlüsse, Unter- und Überströme durch Spannungsmessung leicht erkennen, und den Kurzschlussstrom begrenzen. Bei Potentialtrennung und redundanten Leitungen bleiben sogar viele Kurzschlüsse und Unterbrechungen ohne Folgen für die Datenübertragung.
Grüsse,
Peter
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Peter Heckert schrieb

Baudraten
Oh man Peter,
Du mußt zwischen Nachrichten-Technik und Stromversorgungs-Technik unterscheiden.
Du kannst natürlich Konstantstromquellen für die Energieversorgung für irgendwelche Regeneratoren/ Verstärker in der Leitung nutzen. Dann sind die seriell geschaltet, wie die Lichter einer Weihnachtsbaumbeleuchtung.
Für Nachrichteninformationen selbst ist diese Technik kontraproduktiv und sind deshalb zu separieren. Wie bereits erwähnt: In der Nachrichtenübermittlung helfen definierte Abschlüsse in *gleicher* Größe passend zur Nachrichtenleitung.
Übertragungstechnik ist im Wesentlichen eine serielle 2-Draht- bzw. 4-Draht-Technik und da liegst Du mit RS422/ 423 wesentlich besser. Es gibt noch andere, die größere Reichweiten ermöglichen, hinterfrag mich da bitte nicht. Und: Größere Reichweiten sind gleichbedeutend mit real geringer "Störempfindlichkeit".
Potentialtrennung: Das ist doch selbstverständlich, oder hat deine Leitung Verbindung zum 50Hz-Netz durch gemeinsame Leiter? Laut VDE ist das auszuschließen. Modems können Deine Bitmuster in Frequenzen wandeln, der Empfänger filtert die 50Hz weg.
Also zu Deinen "6 Adern in einem Leitungsstrang: +24V, 0V, TX+, TX-, RX+, RX-", die lösen sich wie folgt auf: - 1 Doppelader Stromversorgung - 2 Doppeladern zur Nachrichtenübermittlung, 4-Draht-Technik
Das paßt doch. Vergiß die Konstantstromquelle als Nachrichtensender. Das ist Technik aus der 50Baud-Fernschreiberzeit und ist heute nur noch für Nachrichtenverbindungen auf dem Schreibtisch gut ( Optokoppler ).
Gruß Peter
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Hallo Peter,
Peter Thoms wrote:

Es geht nicht um die theoretisch maximale Baudrate, den theoretisch maximalen Störabstand und die theoretisch maximale Leitungslänge, sondern darum, Daten mit vernünftigem Störabstand über eine Leitung mit begrenzter Länge zu übertragen und dabei Schlüsse und Unterbrechungen jeder einzelnen Leitung sicher zu erkennen. Auch dann, wenn ein Schluss, ein Isolationsfehler oder eine Unterbrechung die Übertragung nicht beeinträchtigen sollte.
20KBaud und 1km Länge sind dabei nur Grenzwerte, normalerweise geht es um 9600 Baud und 100m Länge. Das System soll vollkommen softwaretransparent und Vollduplex sein und die Einbindung bestehender Systeme mit alter Technik erlauben.
Das ist so als Vorgabe an mich herangetragen worden. Ob diese Forderungen alle notwendig sind, ist mir unklar. Das System soll später vom VdS geprüft werden, und dann muss es alle Prüfungen auf Kurzschluss usw. bestehen und bei Fehlern die betroffene Leitung abschalten und eine redundante Leitung einschalten.
Soll heissen, ich habe das nicht selber so geplant, sondern löse Teilprobleme, die mir vorgegeben sind.
Ich habe schon Spezialtreiber für RS422 mit Fehlerausgang gesehen, aber die erfüllen die obigen Forderungen nicht im Ganzen.
So, und jetzt mal Klartext: Das Ganze ist für mich etwas schwierig, da ich bis heute keine schriftliche Liste aller Anforderungen bekommen konnte, und die Vorgaben schonmal erweitert wurden und ich zweifle manchmal selber an der Vernünftigkeit des Ganzen Projektes.
Aber ich arbeite nunmal da.
Grüsse,
Peter
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Hallo Peter,
recht einfach, du schließt Deine Leitung mit dem Wellenwiderstand ab und gut ists. Die Frequenzanteile der 20kBaud kann ich nicht abschätzen auch nicht die Länge der Leitung. Aber ich tip mal auf kurz gegenüber der Wellenlängen. Da dich aber ein nachschwingen interessiert hat Du offenbar schon Reflektionen vom Ende der Leitung und die werden am besten eliminiert, indem man eben mit dem Wellenwiderstand abschließt und zwar am Besten an beiden Enden. Aber selbst wenn Du nur am Empfängerende korrekt abschließt solltes sich das Ergebnis sehen lassen können.
Martin
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Hallo Helmut,
Helmut Sennewald wrote:

Schönen Dank, dass ist hilfreich. Die Laufzeit ist > 3µs, die Impulsdauer ist 50µs, und die Anstiegszeit ca. 10 µs. Dann bin ich damit wohl an einer kritischen Grenze.
Grüsse,
Peter
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wrote in message

Nachklingeln
<<
Für die Simulation mit LT(SPICE) kannst du die Leitung in kleine Stücke(Li,Ci) zerlegen. Dann passt es auch wieder mit der Anstiegszeit. Wie groß ist der ohmsche Widerstand der Leitung, hin plus zurück? Ich kann dir dann mal ein Beispiel mit LTSPICE machen. Du wirst begeistert sein von diesem Simulationsprogramm. Es ist Freeware.
Gruß Helmut
Die Software LSPICE gibt es von www.linear.com/software Die Users Group: www.groups.yahoo.com/ltspice
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Helmut Sennewald wrote:

Ja, stimmt, die Kapazität ist ja nicht räumlich lokalisiert, sondern besteht aus verteilten Kapazitäten, welche durch Leitungswiderstand und -induktivität entkoppelt sind.
Den Wert der Induktivität muss ich dazu allerdings ungefähr wissen.
Ich habe auch bereits eine Leitungssimulation in Hardware aufgebaut, die jedoch nur Widerstand und Kapazität in 3 Segmenten simuliert. Damit funktioniert alles einwandfrei.

Die Leitung ist 0,5² und der Hersteller gibt max. 130 Ohm/km als "Schleifenwiderstand" an. (Das ist der Widerstand hin und zurück, der nach einem genormten Verfahren gemessen wird und der Wert ist etwas höher als der reine Kupferwiderstand.)

Ich habs mir gerade installiert und bin begeistert. Damit könnte ich ja fast die ganze Schaltung austesten; sie besteht fast nur aus BC847C,BC857C-Transistoren, Optokopplern,Dioden und Widerständen. Es ist sehr komfortabel. Ich muss mich allerdings noch etwas mit dem Programm auseinander setzen.
Bisher dachte ich ja immer, Löten, Messen, Kopfrechnen und Schätzwerte aus Kennlinien und Datentabellen ablesen sei bequemer als Listen für Spice zu schreiben und habe die Finger davon gelassen, zumal die Version, die früher bei Suse dabei war, recht unkomfortabel und instabil war.
Vielleicht ändere ich meine Meinung jetzt doch;-)
Grüsse,
Peter
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Hallo,
die Leitung hat ungefähr einen Wellenwiderstand von 120 Ohm. Vorne 120 Ohm, hinten 120 Ohm fertig.
mfg Leo
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Hallo Helmut,
Helmut Sennewald wrote:

Ja, das hat mich auch gewundert. Es ist genormtes Brandmeldekabel. Vielleicht sollte ich mal beim Hersteller (Lapp-Kabel) fragen.

Wenn man Epsilon_r als 4 annimmt, kommt man auf 80 Ohm, was schon realistischer ist. Ich werd mal versuchen, das genauer rauszufinden.

Wie
Ich geh mal von 1-2 µH/km aus und prüfe das Resultat mit Spice nach. Es geht mir eh nur um eine worst-case Abschätzung, damit ich die ungefähren Grenzen kenne. Später wird sowieso alles an einem realen Kabel geprüft und wenn's nicht hinkommt, muss halt die Spezifikation geändert werden, die Baudrate muss dann für Leitungslängen über 500m reduziert werden ;-)
Schönen Dank,
Peter
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Hallo Helmut,
Helmut Sennewald wrote:

Der Leiterquerschnitt ist 0,5², also wesentlich dicker als bei normalem "Klingeldraht" ;-) Dann müsste sich auch ein kleinerer Wellenwiderstand als 100 Ohm ergeben.
Der Leiter ist glasfaserumhüllt und darüber ist eine PVC Schicht. Epsilon_r ist vermutlich ca. 2..4.
Daher gehe ich nicht vom Wellenwiderstand aus, sondern von
L'=Epsilon_r/(c^2*120nF/km) = 200 ... 400µH/km
10kHz*2PI*400µH = 25 Ohm, und da der ohmsche Leitungswiderstand 130 Ohm/km ist, wäre die 5. Harmonische gerade aperiodisch gedämpft und daher erwarte ich kein starkes Nachklingeln, sondern nur Phasenverzerrung, die vielleicht kompensierbar ist.
Soweit meine "Daumen x PI" worst-case-Abschätzung und jetzt bin ich gespannt, was Spice dazu meint.
Grüsse,
peter
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Peter Heckert wrote:

Eher kleiner. Klingeldraht ( YR) hat meist 0,6 oder 0,8qmm Telefonleitung auch. Gruß Christoph
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Hallo Christoph,
Christoph Hensel wrote:

Ich bin ja kein Kabel- und Klingelspezialist ... Vielleicht braucht die "Klingel" ganz oben im Big Ben 0,8² ;-)
0,75² ist Netzkabel mit 10A Belastbarkeit ;-)
Fernmeldekabel mit 0,6 mm Durchmesser hab ich schon (im Katalog) gesehen, aber nicht mit 0,6mm² Querschnitt.
Übrigens hat Spice meine Abschätzung bestätigt. 10kHz geht noch gut, die Ecken werden stark verrundet aber der Strom-Amplitudenverlust beträgt max. 20% und die Phasenverzerrung ca. 10% - Null Problem.
Nochmal Danke für alle Antworten.
Grüsse,
Peter
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