Kabel und Steckverbindungen. Kabel und Steckverbindungen
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- Bernt Schäfer
- vor 7 Jahren
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Transkript
1 Kabel und Steckverbindungen 1
2 Kabeleigenschaften 2
3 Aufbau einer Übertragungsstecke Z i Z L ~ Sender Leitung Empfänger d a Zweidrahtleitung d D Koaxialleitung 3
4 Leitungskenngrößen R, L, G und C R/2 L/2 C G R Widerstandsbelag in Ω/km L Induktivitätsbelag in H/km G Ableitungsbelag in S/km C Kapazitätsbelag in F/km R/2 L/2 Ersatzschaltbild einer gleichmäßig aufgebauten Leitung Leiterwiderstand R ist durch den Widerstand des Leitermaterials bedingt. Gestreckte Form des Leiters bewirkt Induktivität L. Da Dielektrikum (Isolation) zwischen Hin- und Rückleiter nicht ideal ist, tritt ein Übergangswiderstand, der hier als Leitwert G angeführt ist, auf. Kapazität C beschreibt die Kopplung über das elektrische Feld zwischen Hinund Rückleiter. 4
5 Leiterwiderstand R Der Leiterwiderstand R ist durch Länge, Querschnitt und Länge bestimmt Der Leiterwiderstand ist ein Wirkwiderstand, der bei niedrigen Frequenzen dem Gleichstromwiderstand entspricht. Mit wachsenden Frequenzen (<5kHz) macht sich eine Widerstandszunahme durch den Skineffekt bemerkbar. Leiterwiderstand trägt den Hauptanteil zur Leitungsdämpfung bei und bestimmt somit vorwiegend die Reichweite der Datenübertragung. Temperaturabhängigkeit von R Widerstand nimmt innerhalb eines weiten Temperaturbereichs linear mit steigender Temperatur zu (Achtung bei Heizungskeller etc.). R ϑ = R [ 1+ α( ϑ )] ϑ ϑ 0 0 Widerstand bei der aktuellen Temperatur Widerstand bei Bezugstemperatur 20 C Temperaturkoeffizient (Kupfer: 3, je C) Augenblickliche Temperatur des Messobjekts in C Bezugstemperatur in C 5
6 Wellenwiderstand Die Bezeichnung Wellenwiderstand ist auf den wellenförmigen verlaufenden Auf- und Entladevorgang der Leitung zurückzuführen. Der Wellenwiderstand ist das Verhältnis von Wellenspannung zu Wellenstrom an jeder Stelle eines reflexionsfrei abgeschlossenen Leitungskreises. Z = U I 1 1 = U I x x = U I 2 2 Der Wellenwiderstand einer Leitung ist für die Leitungsanpassung von besonderem Interesse Z = R + G + jωl jωc 6
7 Reflexionsfaktor Eine optimale Leitungsanpassung ist dann gegeben, wenn der Innenwiderstand des Senders, der Lastwiderstand, wie auch der Wellenwiderstand gleich groß sind. Ist dies nicht der Fall, so kommt es zu Reflexionen auf der Leitung. Das Verhältnis zwischen der Spannung von rücklaufender und hinlaufender Welle stellt den Reflexionsfaktor r dar (r=0 entspricht keiner Reflexion, r=1 entspricht einer Totalreflexion). x Länge t U h1 U r1 U h2 Z r = Z L L Z + Z 0 0 U r2 U h3 7
8 Leitungsanpassung Signalübertragung ohne Reflexionen Signalübertragung mit Reflexionen r = 75Ω 50Ω 75Ω + 50Ω = 0,2 8
9 Jitter Während beim Skew die zeitliche Verzögerung konstant ist, wird beim Jitter die zeitliche Relation in Bezug auf ein Referenzsignal (z.b. Systemtakt) permanent verändert. 9
10 Nebensprechen Ungewollter Übertritt elektrischer Energie von einem Nachrichtenweg in einen anderen, also von Leitung 1 auf Leitung 2. Nebensprechen wird verursacht durch: Galvanische Kopplung (z.b. leitende Verbindung zwischen Hin- u. Rückleiter) Induktive Kopplung Kapazitive Kopplung Man unterscheidet zwischen Nahnebensprechen (Near End Crosstalk (NEXT)) Fernnebensprechen (Far End Crosstalk (FEXT)) 10
11 ~ U 1 U 1f Z NEXT a U 1 n = 20 lg, U 2n in db Sender Empfänger Z U 2 n NEXT FEXT U 2f Z FEXT a U 1 f = 20 lg, U 2 f in db Sender Leitung Empfänger 11
12 12
13 13
14 Steckverbindungen 14
15 Cinch TECHNICAL DATA Rated Current: 1A Rated Voltage: 50V Insulation Resistance: 5 G Contact Resistance: 10 m Dielectric Strength: 500V Solderability acc. IEC Temperature Range: -25 C to +70 C TECHNICAL DATA Electrical Rated current: 16 A Rated voltage: 250 V ac Insulation resistance: > 100 G Dielectric strength: 1500 V dc Capacitance (pin to shell): 7 pf Temperature range: -30 C to +80 C 15
16 Klinkenstecker (6.3 mm, 3.5 mm, 2.5 mm) mono (unsymmetrisch) stereo (unsymmetrisch) mono (symmetrisch) 16
17 XLR TECHNICAL DATA Electrical Number of contacts: 3-7 Contact resistance: < 3 mω Insulation resistance - initial: > 2 G - after damp heat test: > 1 G Dielectric strength: 1500 V dc Rated current: 3 pole: 16 A 4 pole: 10 A 5 and 6 pole: 7.5 A 7 pole: 5 A 17
18 Patch Panels 96 Bantam (TT) Stecker Achtung: keine normale Klinke! 18
19 Multicore Spleiss Ausführung z.b. als Stagebox 19
20 Zugentlastung mit PG-Ausgang Tüllengehäuse mit seitlichem oder geradem Ausgang Buchsen- oder Steckereinsatz Buchsen- oder Steckereinsatz Anbaugehäuse 20
21 SPEAKON TECHNICAL DATA Electrical Rated current/contact: 30 A rms continous, 40 A rms 1 min. Dielectric strength: 4kV peak Rated voltage: 250 V ac Contact resistance: = 3mΩ after 5000 insertion-withdrawal operations 21
22 BNC (Bayonet Neill-Concelmann) TECHNICAL DATA Electrical Impedance: 75 Rated voltage: 500 V ac rms Insulation resistance: > 5 G Dielectric withstanding voltage: 1500 V ac rms VSWR / Return Loss: < 1.03 / > 37 db up to 1 GHz < 1.05 / > 32 db up to 2 GHz < 1.08 / > 28 db up to 3 GHz Inner contact resistance: = 3 m (initial) Outer contact resistance: = 2 m (initial) 22
23 TOS-Link 23
24 DIN-Stecker 24
25 25
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