Mätning signalkablar

[Piotr]

Skärpning, Öhman!

Får jag rekommendera IÖ att tolka det där inlägget?

Ja det är nog bäst det!


/Peter

[Laila]

En liten fabrik som kanske bara tillverkar några hundra meter av de mest avancerade kablarna per år, måste ju slå ut alla sina utvecklingskostnader på den lilla produktionen.

Kram, för fan !

Om vi skall tala med teckenspråk, alltså.

[Svante]

Ah, pinsamt, jag hade ju glömt ett rottecken. Hursomhelst, så här ser jag på en balanserad uppkoppling. Den drivs ju typiskt av två motfasiga förstärkare, och då blir nettoströmmen till skärmen noll, varvid effektiva kapacitansen blir lätt att räkna ut:

Jag for också efter att en differentiell utgång inte borde ha spänning till jord (inte säker på hur det förhåller sig med olika "äkta" balanserade varianter) MEN ljudkortet i fråga har faktiskt en sådan utgång som jag skissade upp.

Aha... Men nog är det väl så att polfrekvenserna för ett elektriskt nät är oberoende av hur det exciteras? Det borde betyda att min beräkning funkar även i det halvbalanserade fallet.

eller?

[Piotr]

Gjorde en ändring i schemat på föregående sida (delade ingångsmotståndet till R3 och R4).

Då jag mäter ingångsresistansen så får jag 20k mellan pin 2 och 3 samt 10k mellan pin 2 och 1 (jord) samt pin 3 och 1 (jord).

Som jag ser det så driver då utgångssteget R1 och R3 mot jord och de andra mostånden R2 och R4 ligger bara med för impedansbalansering av störningar på kabeln.

Ja it' vet ja int'..!

Vid signal ut så ser man samma spänning mellan pin 2 och 3 som man ser mellan pin 2 och 1. Mellan pin 3 och pin 1/jord ligger ingen spänning alls vilket indikerar att ingången är jordad mellan de två 10k motstånden R3 och R4.

Det verkar helt enkelt inte gå någon signalström i pin 3 dvs. den ena av de två mittledarna i den balanserade kabeln. Den ligger med som en störundertryckande funktion endast.

Hade ingången varit transformatorbalanserad eller flytande (differentiell med bara ett motstånd på ingången) så skulle ström gå i retur i pin 3/mittledare men i nuläget verkar signalströmmen gå i retur i skärmen eftersom inget spänningsfall kan ses över R2 vid signal ut!!


Länk till lite olika kopplingar:

http://www.dself.dsl.pipex.com/ampins/b ... lanced.htm


/Peter

[Piotr]

Jag ogillar att radera eller ändra i inlägg och låter därför texten stå kvar i mitt inlägg med schemat på föregående sida. Merparten av resonemanget är dock felaktigt.



/Peter

[Svante]

Jag ogillar att radera eller ändra i inlägg och låter därför texten stå kvar i mitt inlägg med schemat på föregående sida. Merparten av resonemanget är dock felaktigt.



/Peter

Man kan ju skriva en liten kommentar i inlägget om det är så. Eller stryka över det man tycker är fel.

[RogerGustavsson]

Har ni kommit längre i funderandet?

Vilka formler ska användas för beräkning i de olika fallen som visats?

Blir det någon skillnad om utgången är "single ended" och impedansbalanserad eller balanserad med två motfasiga signaler?

Är ju bra om man kan räkna ut hur långa kablar man kan driva med en känd utgångsimpedans. Balanserade kablar har ju ofta rätt hög kapacitans, inte minst är den vanligen 50% högre mot jord än mellan signalledarna.

Hittade en räknare på Internet, http://www.mogami.com/e/cad/mic-cable.html

[Piotr]

Det jag kommit fram till är nog det som jag redan skrivit.

Alltså: Om det är en impedansbalanserad koppling på utgången och en last där ingångsmotstånden är refererade mot jord så går ingen returström i den "inverterade ledaren" utan den går i skärmen.. och eftersom det inte ligger någon spänning mellan pin 3 och jord så bör där heller inte finnas någon kapacitiv belastning.

Den kapacitans som utgångssteget driver bör således vara den mellan ena ledaren (pin 2) och skärmen.

Hela habrovinken med en extra ledare och impedansbalanserad kopplingng handlar alltså om störundertryckning av common mode signaler och den aktiva signalen ser en coax-kabel helt enkelt.


/Peter

[RogerGustavsson]

Då blir det enklare. Med t.ex. utgångsimpedansen 500 Ohm som på mina mikrofoner och en total kapacitans mellan ledare och jord på 2500pF, kan man klara 130 kHz* innan högfrekvensförlusterna sätter in. Det räcker till åtminstone 10-12 m mikrofonkabel. En mera lågkapacitiv kabel kan göras längre än så.

*Är väl det som anses tillräckligt?

[Piotr]

Vet inte om jag kan svara på det med övre gräns men är du säker på att mikrofonerna inte är fullbalanserade?

Är lite dåligt insatt i mikrofoners elektronik men kan det tänkas att man använder impedansbalansering eller motsvarande i mikrofoner?

Band och andra dynamiska mickar är ju balanserade per automatik och vissa kondingmickar har flytande utgångar vet jag.


/Peter

[RogerGustavsson]

Vet inte om jag kan svara på det med övre gräns men är du säker på att mikrofonerna inte är fullbalanserade?

Är lite dåligt insatt i mikrofoners elektronik men kan det tänkas att man använder impedansbalansering eller motsvarande i mikrofoner?

Band och andra dynamiska mickar är ju balanserade per automatik och vissa kondingmickar har flytande utgångar vet jag.


/Peter

Jo, det är rätt vanligt med impedansbalanserade mikrofoner.

[Piotr]

Med anledning av diskussion i annan tråd:

I analysen nedan kan ses hur signalspänningar och signalströmmar varierar i en impedansbalanserad koppling beroende på om "hot" från den drivande änden matar den differentiella mottagarändens inverterande eller icke inverterande ingång.

I det ena fallet har vi jordpotential (eller common/ref/GND för den som föredrar det) samt frånvaro av signalström på ledaren mellan R2 och R6 och i det andra fallet har vi en signalspänning på nämnd ledare samt en ström som är närapå (men inte riktigt..) lika stor som den ström som kan ses på ledaren mellan R1 och R4. Med gubben Kirchhoff i bakhuvudet kan man fundera på skillnaden i signalström mellan R1 och R2..

[petersteindl]

...
Om jag gör en doktorsavhandling kanske jag kan posta en heltäckande artikel hösten 2017..
...
/Peter

Vi är snart där. 8 år går fort. Går det framåt med doktorsavhandlingen.

[Piotr]

Hahaha, jovars!

[IngOehman]

Har inte sett den här tråden på åratal, men ser att jag skrivit något lite i den för länge sedan.

Nu när jag bekantar mig med tråden igen så ser jag mycket tokigt i den. Några av tokigheterna verkar de som skrivit dem redan ha kommenterat men mycket återstår.

Mest anmärkningsvärt är väl sättet som Svante och Piotr med schema ritar upp (och anger värden för, nota bene) kapacitanserna mellan ledare och till skärm. Så ser det ju inte alls ut.

Kapacitansen man mäter MELLAN ledarna är inte en enskildhet där mätinstrumentet är blindt för kapacitanserna utåt. Det man mäter är ju den kombinerade effekten av de kapacitanser som finns. Så de faktiska värdena (om man skall rita ett schema sådär) skall skrivas mycket mindre. Ett specialfall man får man man har en kabel med separatskärmade ledare, blir en där man om man har en differentiell kapacitans om t ex 200 pF/m kan vara tämligen säker på att varje ledare mot skärm har kapacitansen 400 pF/m. Det finns i det specialfallet då nämligen inte tre enskilt definierbara kapacitanser.

En annan sak som jag finner lite underligt är introducerandet av begreppet "impedansbalanserad". Jag tror det är ett hittepåbegrepp. Och problemet med det är att det därför inte betyder något. Jag menar, betyder ingenting nytt.

En balanserad överföring har ju redan en betydelse, och en sådan är ju som regel symmetrisk impedansmässigt. Det ingår liksom i begreppet. Men av olika skäl gör man inte alltid alldeles rätt, man gör avsiktliga avsteg ifrån symmetrin. Exemplet som Piotr visar (som exempel på "impedansbalanserad") är t ex inte symmetriskt med avseende på inimpedanserna. Därför gör man inte ingångar på det sätt som visas i Piotrs schema i "högkvalificerade" sammanhang. Det kan dock fungera, men icke korrelerade störningars strömmar blir inte symmetriska med sådant ingångssteg. Dock gör kopplingen att utsläckningen ändå kan fungera. Så om en sådan koppling duger eller inte beror på. Även mycket fina apparater kan ha sådan där "leksaksingång" (inte menar nedvärderande) utan att det är något problem, men man bör veta vad man gör om man skall välja att dimensionera på det sättet.

Utöver att överföringar kan vara balanserade så kan de även vara impedansanpassade. Det är dock ett helt annat begrepp och det är helt oberoende av balanserad/obalanserad-frågan.

- - -

Men i sammanfattning då:

1. Om man mäter 200 pF per meter mellan + och - så kan det INTE illustreras med tre kondensatorer (en tvärs, en från + till jord och en från - till jord) där den tvärt är på 200 pF! Det är bara fel.
Rätt är att kapacitansen mellan ledarna (tvärskondensatorn i schemat) kan ligga på säg 20 pF/m och att de till jord i så fall är 360 pF, eller att man mellan ledarna har en kapacitans om 35 pF/m och att de till jord kan ligger på 330 pF per styck, eller att tvärkondensatorn är på 50 pF och kapacitansen till jord från respektive ledare är 300 pF per meter, eller 70 pF resp. 260 pf, eller 80 pF resp. 240 pf...
I samtliga dessa fall så mäter man 200 pF/m mellan + och -. Oftast så är det förstnämnda (verkliga) värdet väldigt lågt. Det kan ligga även under 10 pF/m. Man man skall alltså inte förväxla det med var man mäter om man mäter på tvärs, och ser effekten av ALLA inblandade kapavitanser.

2. "Impedansbalanserad" är inte ett begrepp som jag känner till eller som mig veterligt har något definition. Begreppen "balanserad" och "impedansanpassad" är dock båda två kända och har definierade betydelser. Dock för olika saker. Helt olika saker.


Vh, iö

[Svante]

Haha, roligt när en sån här gammal tråd dyker upp och man har glömt den helt och tror att den är ny. Jag gick igång på förstainlägget och tänkte skriva nåt, men läste vidare och insåg att jag redan hade skrivit det...

[Piotr]

Hehe, jo jag hade också glömt bort den men kom på den när jag tänkte i banor av balansering i en annan tråd, så tyckte det var ett bra ställe att fortsätta på.

Mitt syfte är att visa på att den förenklade bild vissa har av en "balanserad överföring" lätt leder till feltänk. Det går ju att koppla och konstruera på massa vis.

[IngOehman]

Och min poäng är att den koppling du visar är en leksakskoppling och inte en som visar en riktig balanserad ingång, även om den i vissa fall trots det duger.

Det är speciellt i högfrekvensregistret som man i vissa fall bör undvika den koppling du visar och istället slänga ihop en riktig balanserad ingång. Det finns även färdiga kretsar att köpa för den som inte vill konstruera själv (det vill säga på djupet).

Bäst är i många fall (faktiskt) en riktig trafo, men skall sådana vara bra så blir de även MYCKET dyra.

- - - - -

Haha, roligt när en sån här gammal tråd dyker upp och man har glömt den helt och tror att den är ny. Jag gick igång på förstainlägget och tänkte skriva nåt, men läste vidare och insåg att jag redan hade skrivit det...

Precis samma sak för mig!


Vh, iö