¿Tengo un problema de impedancia en un cable entre dos dispositivos? Y si es así, ¿cómo puedo resolver el problema?

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Tengo dos dispositivos, el dispositivo 1 y el dispositivo 2. Los dispositivos están separados unos 60 pies entre sí a través de un cable largo. Se comunican entre sí a una serie síncrona de 2400 bps utilizando la única fuente de reloj. El dispositivo A necesita un reloj para el reloj de entrada y salida. El diseño actual tiene un loopback "In Cable" del reloj como se muestra a continuación para proporcionar los dos relojes necesarios.

Algunas veces se notó que Data In del dispositivo A no recibiría datos. Cuando se produjo esta situación, el dispositivo 1 podría verificar el reloj RX entrante (que debería estar a 2400bps) y tendría un valor que no era 2400bps. Por lo general, sería un múltiplo o más del reloj original de 2400 bps. Valores como 4800, 7200 y otros valores se han visto en el Dispositivo 1. La razón obvia por la que los datos no entraron en el dispositivo 1 es que el reloj no era válido para los Datos (que se registró a 2400 bps).

Si trato de poner un O-Scope en la señal del reloj en el dispositivo 1 para ver cómo se ve, se aclara inmediatamente y se ve a 2400 bps.

Tenemos más de 20 rutas de datos con esta configuración. Algunos trabajan y otros no. El intercambio de cables puede hacer que los malos caminos funcionen o que no funcionen. El uso de cables que se sabe que funcionan entre dos dispositivos diferentes puede hacer que la ruta no funcione. Todos los cables están fabricados profesionalmente y no creo que se trate de un problema de cable. Es impredecible qué dispositivo / conjunto de cables funcionará o no.

No soy un EE, pero he estado investigando este problema y creo que podría haber algún problema de impedancia en el dispositivo 2. La señal del reloj podría reflejarse entre el dispositivo 1 y 2, en última instancia, la entrada de reloj RX en el dispositivo A dando una señal de reloj incorrecta, y por lo tanto no hay datos en el dispositivo 1.

He leído que alguna resistencia o condensador agregado en la ruta puede reducir este problema, pero no soy un EE, por lo que no estoy seguro de si a) este es un problema de impedancia yb) ¿dónde pondría un circuito? arreglalo. Alguien ha mencionado una resistencia en línea de 22.5ohm para comenzar. Alguien más ha mencionado algo < 100ohms. En este punto, no puedo decirle la impedancia de salida del dispositivo A. es un componente antiguo y actualmente no está documentado.

    
pregunta kuhnto

5 respuestas

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Es probable que su sospecha sea correcta, tiene un desajuste de impedancia en algún lugar, incluido el loopback de reloj no amortiguado en el dispositivo 2. También omitió cualquier información sobre qué tipo de cable está en uso, qué impedancia tiene. Es probable que los bordes de la señal / reloj tengan un timbre excesivo, lo que confunde al receptor, ya sea que se produzca un doble reloj o bien.

Pero ya has mencionado la solución. Ponga una tapa de 10pF en el extremo Rx, el mismo lugar donde conectó su alcance.

    
respondido por el Ale..chenski
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¿A qué está configurada la impedancia de entrada de su alcance cuando verifica y mejora?

Las opciones típicas son 1 megohm o 50 ohmios (esta última generalmente conmutable si es una opción), posiblemente algunas otras opciones dependiendo del alcance y las sondas. También suele aparecer un valor de capacitancia (el mío es 1 MΩ y 20 pF)

Pruebe un resistor de ese valor en el dispositivo 1 donde estaba conectando la sonda de alcance (probablemente entre el reloj y la conexión a tierra). Es posible que también desee replicar la capacitancia para replicar completamente la impedancia. Si estaba usando sondas X10 que afectarán los valores que realmente estaba aplicando al circuito bajo prueba.

    
respondido por el Ecnerwal
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Hay varias preocupaciones con esto;

Calidad de la señal, protección contra descargas electrostáticas (ESD), inmunidad en la conexión del cable, diafonía, ruido cercano irradiado y acoplado al cable. corrientes de tierra que causan ruido inyectado, entrada de RF, etc.

Quizás pueda definir el controlador, los chips del receptor, el tipo de cable (UTP empaquetado o TP blindado, etc. 120 Ohm o CAT5 o lo que sea) y las señales de alcance.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

La integridad de la señal es un problema común, aunque 2400 baudios son fáciles de enviar de forma asíncrona por RS-232, los niveles lógicos pueden ser muy poco confiables a menos que se terminen con alguna impedancia cerca del umbral, generalmente Vcc / 2 y con frecuencia en el rango < 300 ohmios o incluso 600 o menos Tirar hacia arriba y 600 tirar hacia abajo. utilizando los paquetes SIP o DIP del terminador R para facilitar la conexión a bordo. También hay un controlador estándar utilizado para la impedancia controlada llamado RS-485 que controla la señal utilizando pares trenzados. Puede que no necesite esto, pero es posible que deba atenuar el ruido parásito que se encuentra en la señal y la tierra, así como la señal entre la señal y la tierra. Esto es llamado modo común y ruido diferencial.

En general, es mejor utilizar puertas de activación Schmitt para receptores o algo con histéresis controlada > el nivel de ruido esperado. o se filtra con un filtro de paso bajo RC o se agrega un estrangulador de ferrita alrededor del cable. o ....

    
respondido por el Tony EE rocketscientist
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Suena como si estuviera enviando datos diferencialmente de extremo a extremo (¿es un cableado de par trenzado?), pero aún necesita una buena referencia de tierra / tierra para el sistema.

Me pregunto si está teniendo un problema de tierra / tierra entre dispositivos. La sugerencia es que cuando conectas tu osciloscopio el problema desaparece.

    
respondido por el Jack Creasey
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Sé que es un poco tarde, pero después de las pruebas exitosas, rediseñamos los cables con resistencias de 100 ohmios en las líneas del reloj. Esto resolvió el problema del reloj y nuestros primeros sistemas funcionaron perfectamente. Gracias de nuevo.

    
respondido por el kuhnto

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