¿Cuál es la razón principal de la degradación de la calidad de la señal en una línea de transmisión a alta frecuencia? ¿Qué puedo hacer para mejorar la calidad de la señal?

Answer 1

Creo que la respuesta de Roland Frank es correcta, pero aquí hay más información.

1. Observe las especificaciones de su cable: ¿puede elegir un cable mejor con menor resistencia y capacidad por metro? La mayoría de los fabricantes de cable acreditados especificarán la información que necesita, siga el enlace a un ejemplo de cable de comunicaciones en serie http://www.belden.com/techdatas/…. Tenga en cuenta que esta especificación también le indica la impedancia característica del cable (120 ohmios).
2. Aumentar las altas frecuencias en la señal antes de la transmisión se llama pre-énfasis, intente buscar ejemplos en la web. Por ejemplo, siga el enlace a la nota de dispositivos analógicos sobre ecualización previa al énfasis y uso previo de énfasis que permite el uso del cable UTP Cat-5 de 30 metros.
3. Las terminaciones son importantes: si envía una señal por una línea de transmisión sin terminar, rebotará por la línea produciendo un timbre en los bordes de la señal. Hay dos métodos principales para terminar una línea de transmisión, a saber, terminaciones en serie y en paralelo.

• Use una terminación en serie en el extremo de envío de la transmisión en solitario. La señal viajará al extremo no terminado y se recuperará, pero será absorbida por la resistencia en serie.
• Use una resistencia de terminación paralela en el extremo receptor de la línea de transmisión.
• En ambos casos, la resistencia de terminación debe tener un valor igual a la impedancia característica de la línea de transmisión. Siga este enlace para aprender más de esos tipos realmente agradables en Texas Instruments. http://www.ti.com/lit/an/snla034…

Answer 2

Si su línea de transmisión fuera perfecta, no tendría ningún problema, pero si se ve un poco más detallado en una línea de transmisión real, se dará cuenta de que se parece más a:

y este es un filtro de paso bajo de segundo orden. Así que no es de extrañar que las altas frecuencias sean un problema.

Qué puedes hacer:

Mejores cables. Reduzca los componentes L, R y C de sus cables tanto como pueda. (Y buena suerte con eso)

Precompensar Es decir, empacar más umph en las frecuencias altas en el lado del remitente.

Recodifique su señal para frecuencias más bajas, incluida una mejor modulación. (Eso es realmente complicado)

Usa más canales.

Answer 3

Una línea de transmisión no es un filtro de paso bajo LC (el esquema equivalente usa L y C infinitesimales), y debería funcionar para cualquier frecuencia, limitada quizás cuando la longitud de onda se aproxima al grosor del cable. Sin embargo, esto generalmente no es un problema.

La razón principal de la degradación de la señal es el efecto de la piel. A altas frecuencias, la corriente fluye solo en una capa delgada en la superficie de los conductos. El grosor (para cobre) es [matemático] 64 \ mu [/ matemático] m / [matemático] \ sqrt {f / MHz}. [/ Matemático] Como resultado, las pérdidas de la línea de transmisión aumentan a medida que el cuadrado raíz de la frecuencia. Esto significa que las frecuencias altas se atenúan más fuertemente, los pulsos cuadrados obtienen bordes redondeados, y así sucesivamente.

Para mejorar el cable en sí, puede elegir conductores gruesos y aisladores con una constante dieléctrica baja. Esto le da a los cables más área de superficie y, por lo tanto, mejor conductividad. Puede optimizar la impedancia característica, con 70 ohmios con aisladores de aire y 50 ohmios en una constante dieléctrica de 2.

Si eso no le da la integridad y longitud de señal requeridas, puede instalar repetidores que amplifiquen la señal e igualen la respuesta de frecuencia después de una cierta longitud. Así es como se transmiten los datos a largas distancias.

Answer 4

Tanto los conductores como los dieléctricos de las líneas de transmisión tienen pérdidas que aumentan con la frecuencia. La resistencia aumenta con la frecuencia debido al efecto de la piel que limita la profundidad en la que puede penetrar el campo eléctrico. El dieléctrico oscila con la señal que causa pérdidas a medida que los dipolos oscilantes se degradan en calor. ¿Cómo mejorar? Utiliza mejor metal conductor. Use aire en lugar de dieléctrico. Haga el diámetro más grande ya que más metal tiene menos resistencia. Todo esto da como resultado una línea de transmisión físicamente grande que es más costosa y menos práctica. A frecuencias más altas, las guías de onda funcionan mejor que las líneas de transmisión y, a medida que la frecuencia aumenta, la fibra óptica es aún mejor.

Answer 5

Se debe en gran medida a las pérdidas de resistencia debido al efecto de la piel, que es donde, a medida que aumentan las frecuencias, la señal se concentra en capas cada vez más delgadas del conductor. Todas las líneas de transmisión serán clasificadas para pérdida a frecuencias determinadas, y si tiene un largo recorrido, elija un cable con una tasa de pérdida más baja en el rango de frecuencia que le interese. Se toman varios enfoques en la producción de líneas de transmisión para combatir pérdida, desde el más básico de aumenta el diámetro del coaxial para aumentar el área de la sección transversal (y, por lo tanto, la pérdida de resistencia) hasta un trabajo más detallado en la construcción.

Por supuesto, también es esencial hacer coincidir la impedancia en el origen y el destino. Sin embargo, solo puede ir tan lejos con la elección del cable antes de entrar en la ley de rendimientos decrecientes. Otros enfoques incluyen amplificar el sistema en el extremo de la fuente o proporcionar etapas regulares de reamplificación. Sin embargo, hay límites ya que cada etapa de amplificación agregará su propio ruido. Una alternativa más sofisticada es tomar una señal digitalizada y modularla y luego usar relés a intervalos regulares que demodulan la señal y luego la remodula antes de ser inyectada en la siguiente etapa. Ese proceso es mucho más complejo, pero se puede hacer de manera prácticamente indefinida ya que no agrega ruido en cada etapa.

Si eso no es lo suficientemente bueno, considere la posibilidad de modular la señal en fibra óptica, que puede llevar las señales mucho más lejos sin tener que volver a amplificarla o volverla a generar.