¿Cómo se usa el + -2.5v de un par trenzado para enviar un 1 o un 0?

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Esta es una pregunta de varias partes que formulo como seguimiento de esta responde desde mi otra pregunta .

Sé que 100BASE-TX se transmite a través de un par de cables, que se enrollan entre sí para que la eficacia de la interferencia electromagnética ambiental los afecte a ambos de manera idéntica (en su mayor parte). Sé que la señal se envía a través de un cable (TX +), y la señal opuesta exacta se envía a través del otro cable (TX-).

  1. Si el 100BASE-TX funciona con + -2.5V, ¿significa que el cable TX + usa de 0 a + 2.5V, y el cable TX usa de -2.5V a 0?

También sé que "enviar una señal" es efectivamente "aplicar un voltaje" al cable. Y que un cierto nivel de voltaje se correlaciona con un 1 o un 0 .

  1. ¿Cuál es el rango de voltaje que equivale a 1 , y cuál es el rango de voltaje que equivale a 0 ?
  2. ¿Quién y cómo se establece este rango? ¿Se trata de un estándar, o se aprende dinámicamente en función de los porcentajes de lo que cualquiera de los extremos del cable puede empujar a través del cable (también conocido como cada conexión física)? / li>

EMI es inevitable, pero debido a la torsión de los pares, el efecto en los cables TX + y TX es idéntico, y como resultado, el ruido agregado por EMI se puede extraer en el extremo receptor.

  1. ¿Cómo se elimina el ruido ?

Supongo que si los cables envían +1 y -1 respectivamente, y el ruido EMI (por simplicidad) agrega +3 a ambos, el lado receptor recibiría +4 y +2. Si restas esos valores entre sí, obtienes una diferencia de 2, y si pones el 2 a cada lado de un 0 en un gráfico numérico, terminas con +1 y -1 nuevamente. ¿Se trata de eso para el proceso?

Por último, si el ruido no es más que sumar o restar el voltaje en el cable, en qué medida el ruido puede afectar el voltaje.

  1. Si 100BASE-TX utiliza + -2.5V, en un entorno de oficina típico, ¿cuánto mV de ruido puede esperar?

En general, siento curiosidad por ver cuánto voltaje se agrega / resta por el ruido, en proporción a la señal de envío. AKA, si el ruido típico pudiera aplicar + -50mV, eso no sería mucho comparado con una señal de envío de 1000mV (1V). No busco una inmersión profunda técnica en esto, solo una idea, así que tengo una comprensión básica de los números / rangos de números.

    
pregunta Eddie

4 respuestas

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Si el 100BASE-TX funciona con + -2.5V, ¿significa que el cable TX + usa de 0 a + 2.5V, y el cable de TX usa -2.5V a través de 0?

Normalmente no.

  

¿Cuál es el rango de voltaje que equivale a 1, y cuál es el rango de voltaje que equivale a 0?

Normalmente, transmitirías un 0 con, por ejemplo, TX + = -2.5 V y TX- = +2.5 V. Y transmitirías un 1 con TX + = + 2.5V y TX- = -2.5V.

Si bien, como dice Andy, en teoría no es importante si las dos líneas de señal tienen diferentes puntos de sesgo, en la práctica es más fácil hacer un receptor que compare las dos líneas entre sí. De modo que cualquier situación donde RX + > RX: se interpreta como una situación única en la que RX + < RX- se recibe como un cero.

  

¿Quién y cómo se establece este rango?

Como dije anteriormente, cualquier situación en la que RX + > RX: se interpreta como una situación única en la que RX + < RX- se recibe como un cero.

Las especificaciones para el voltaje de modo común permitido y la amplitud de la señal generalmente se eligen de acuerdo con la tecnología disponible (proceso de semiconductores y diseños de circuitos conocidos) para que todos los usuarios puedan diseñar sus circuitos para que sean compatibles. Pero, básicamente, se trata de una elección arbitraria para diferentes estándares (LVDS, Ethernet, etc.) en función de la tecnología que se espera utilizar para implementarlos.

  

¿Cómo se elimina el ruido?

El ruido se elimina porque el receptor está diseñado para ser sensible principalmente a la diferencia entre los voltajes de entrada y tiene la menor respuesta posible al voltaje de modo común de las entradas.

  

Si 100BASE-TX usa + -2.5V, en un entorno de oficina típico, ¿cuánto mV de ruido puede esperar?

Puede ver cuánto ruido e interferencia permitieron los diseñadores del sistema al observar la amplitud de señal mínima permitida en el receptor. Para dar tasas de error muy bajas, el ruido máximo permitido es probablemente de 1/15 o menos de la amplitud de la señal.

    
respondido por el The Photon
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El comentario de PlasmaHH tiene un punto crítico: Ethernet, en particular, no está conectada directamente al transceptor, pero tiene un pequeño transformador en cada extremo. Por lo tanto, los voltajes no están referenciados a la conexión a tierra del sistema en ninguno de los extremos (¡puede ser diferente!) Sino en relación entre sí.

Pero cuando tiene una pregunta realmente detallada, siempre es mejor ir a la fuente si es posible, y las especificaciones IEEE802.3 están disponibles de forma gratuita (es necesario registrarse): enlace

Gire a "14.3.1.2.1 Voltaje de salida diferencial":

  

El voltaje diferencial máximo en el circuito TD cuando se termina con una carga resistiva de 100 Ω debe estar entre   2.2 V y 2.8 V para todas las secuencias de datos para una MAU tipo 10BASE-T que no es una MAU tipo 10BASE-Te. por   un tipo 10BASE-Te MAU, la tensión diferencial máxima en el circuito TD cuando se termina con un 100   la carga resistiva estará entre 1.54 V y 1.96 V para todas las secuencias de datos.

La sección 14.3.1.3.1 posterior describe una especificación del receptor con un umbral de 585 mV (y una forma de pulso particular). También dice que rechazar

  

Todas las señales de que cuando se miden en la salida del siguiente filtro producirán una magnitud máxima   Menos de 300 mV. El filtro es un Butterworth de paso bajo de 3 polos con un corte de 3 dB a 15 MHz (consulte   B.4.2).

Incluso más tarde especificación del cable 14.4.4.1 "Ruido de impulso":

  

La tasa promedio de ocurrencia de impulsos mayores de 264 mV será menor o igual a 0.2 / s como   Medido a la salida del siguiente filtro especificado. Tras el inicio de cualquier impulso particular que sea   contados, cualquier impulso adicional será ignorado por un período de 1 μs. El segmento de enlace símplex será   Terminado en el extremo lejano en 100. El filtro es un paso bajo de Butterworth de 3 polos con un corte de 3 dB a 15 MHz   (refiérase a B.4.2).

Otros documentos se encuentran en enlace , probablemente incluidos los de 100BASE-T.

    
respondido por el pjc50
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Necesitas hacer un poco de google: hay toneladas de información sobre diferentes esquemas de señalización diferencial desde RS485, a través de LVDS y PECL, etc. No hay un estándar y creo que deberías familiarizarte con lo que hay para obtener un mejor sentirse

Puede tener un sistema de señalización que use +/- 1V de manera diferente, pero si ambas señales se superponen a un nivel de CC de 40 voltios, no hay una diferencia de EMC. Tampoco hace una diferencia si uno está centrado a 100 V, mientras que el otro está a 200 V. Los datos sobre este tipo de sistemas se consideran como CA y los niveles de CC no son importantes para una transmisión y recepción decentes, siempre que ambas señales de CA tengan amplitudes bastante similares.

    
respondido por el Andy aka
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Este es un ejemplo de circuito de puerto Ethernet:

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

  

Si el 100BASE-TX funciona con + -2.5V, ¿significa que el cable TX + usa de 0 a + 2.5V, y el cable de TX usa -2.5V a través de 0?

El nivel de potencial de un cable en un par no es importante. Lo importante es la diferencia de voltaje (diferencia de potencial) entre los dos cables.
Por ejemplo, si el potencial de la línea + es 600V, el potencial en la línea - debe ser menor que 600V (es decir, 597.5V) para hacer una señal lógica-0. Para una señal lógica-1, por ejemplo, puede enviar 350V en la línea - y 352.5V en la línea + .
El componente de CC de la señal se bloqueará en la parte del transformador; Se transfiere el único pulso de 2.5V. Si puede garantizar que no habrá ningún componente de CC en la señal, y que el voltaje en cada cable permanezca en los límites permitidos en la hoja de datos de Ethernet Phy, puede eliminar el transformador.

  

¿Cuál es el rango de voltaje que equivale a 1, y cuál es el rango de voltaje que equivale a 0?

si la diferencia de voltaje es positiva y por encima de algún valor \ $ \ left (V_ + - V_- > V_ {th} \ right) \ $ , La señal en la línea se interpreta como lógica-1. Y si la diferencia de voltaje es negativa y por debajo de algún valor, se interpreta como lógica-0.

  

¿Quién y cómo se establece este rango?

Para obtener el valor de \ $ V_ {th} \ $ , consulte la hoja de datos del chip Phy que está utilizando. Por ejemplo, KSZ9031RNX es un chip Phy popular. En la página 56 de su hoja de datos , el valor típico de Squelch Threshold es dado como 400mV.

  

¿Cómo se elimina el ruido?

Por lo que sé, el ruido se elimina utilizando un cable de par trenzado, 50 \ $ \ Omega \ $ trazas de par diferencial en la PCB y seleccionando una transformador con un estrangulador de modo común (por ejemplo, HX5008 ).

  

Si 100BASE-TX usa + -2.5V, en un entorno de oficina típico, ¿cuánto mV de ruido puede esperar?

Los parámetros de diseño pueden calcular el ruido máximo permitido; esos son:
1) El nivel de tensión de la señal. (Ejemplo: \ $ \ pm2.5V \ $ )
2) El valor de umbral \ $ \ left (V_ {th} \ right) \ $ dado en la hoja de datos de Phy.

    
respondido por el hkBattousai

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