Hallo zusammmen, ich suche eine Möglichkeit ein CAT 5e Netzwerkkabel mit dem Netzwerkanalysator zu vermessen. Ziel ist die Bestimmung des Wellenwiderstandes bis 2GHz. Problem ist der Anschluss der einzelnen Paare an das kalibrierte Koaxkabel am NWA. Hat jemand eine Idee wie man das, zb mit Hilfe einer gebastelten Platine, realisieren könnte? Danke schonmal im Voraus
Chris V. schrieb: > ..eine Möglichkeit ein CAT 5e Netzwerkkabel mit dem Netzwerkanalysator > zu vermessen. Mit dem heißt mit welchem? Hast du denn schon Versuche in dieser Richtung gemacht? Wenn JA, wie war dein Aufbau (Skizze?)? Michael
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Es gibt auch Test-Fixtures für Netzwerkkabel mit RJ45. Da gehören entsprechende Parametersätze für das Rauskalibrieren des Fixtures dazu. https://www.keysight.com/us/en/product/N5395C/ethernet-10-100-1g-transmitter-electrical-test-fixture-n5392b-c.html
https://blog.teledynelecroy.com/2017/09/automotive-ethernet-compliance-test.html https://www.keysight.com/de/de/product/U7237A/10gbase-t-transmitter-electrical-test-fixture.html
Der NWA ist von Rohde und Schwarz: ZNB 4 9kHz - 4,5MHz Umfangreiche Verusche in die Richtung waren noch nicht dabei, ein paar kleinere Versuche wie der resistive Leitungsteiler oder auch das messen von Streuparametern von Leitungen waren dabei
Chris V. schrieb: > ...kleinere Versuche wie der resistive Leitungsteiler oder auch das messen > von Streuparametern von Leitungen... Bitte Skizze vom Aufbau? Michael
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Zwei, mit einem t-stecker, parallel geschaltete Koaxleitungen jeweils mit 50 Ohm abgeschlossen
Und nun hängst du die beiden Adern von einer Zwillingsleitung im cat5 an die 5o-R-Punkte? Hast du bedacht, dass ein "twisted pair" eine Impedanz von ca. 100 R oder etwas mehr aufweist? Hast du bedacht, dass du am Ref.-Punkt (Z = 50 R) bereits eine Fehlanpassung von 1:2 hast und außerdem von "unbalanced" in ein "balanced" System übergehst? Falls meine Gedanken dazu abwegig oder falsch sein sollten, bitte ich um Korrektur... ;-) Michael
Michael M. schrieb: > und außerdem von "unbalanced" in ein "balanced" System übergehst? Liege ich eigentlich völlig daneben in der Annahme, dass man das nur mit einem Balun (sinnvoll) messen kann? Die 100 Ω als Referenz kann man ja vielleicht sogar noch weg kalibrieren. Also:
1 | o--------------+ |
2 | hi ) |
3 | ) |
4 | *--------------o |
5 | ) |
6 | GND ) |
7 | o--------------* symm. |
8 | ) |
9 | ) |
10 | +--------------o |
Bei "symm." dann open short load kalibrieren (load = 100 Ω).
Jörg W. schrieb: > Liege ich eigentlich völlig daneben in der Annahme, dass man das nur mit > einem Balun (sinnvoll) messen kann? Ja, JÖrg, (m.E. liegst du nicht daneben) genau deswegen habe ich Chris diese Fragen gestellt. Michael
Müsste ich direkt mal probieren … Balun könnte man ja mit dem berühmten Doppellochkern bauen, ein Stückchen Dreifachlitze von einem "Hosenträger" da durchfädeln.
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Bearbeitet durch Moderator
Meiner Meinung nach ändert sich der Wellenwiderstand nur unwesentlich bis 2 GHz. Er ist abhängig von der Geometrie on von der Permittivität/Permeabilität des Mediums. Die Permittivität ist ggf. frequenzabhängig, insbesondere kommt ein spürbarer Leitwertsbelag bei hohen Frequenzen hinzu. Dies hat merklich Einfluss auf Dämpfungseigenschaften, aber noch kaum auf den Wellenwiderstand. Geometrische Ungleichheiten, Schlaglängen bei der Verseilung etc. haben größerem Einfluss. Der einfache Weg, Kapazität einer offenen und Induktivität eines kurzgeschlossenen Stück Leitung auszumessen, ist hier vielleicht genauer. Wenn der Wellenwiderstand bekannt ist, kann dann eine frequenzabhängige Dämpfung bestimmt werden. (Verlustbehaftete Leitungen haben übrigens einen komplexen Wellenwiderstand - das ist ohnehin schwer bestimmbar mit Boardmitteln und benötigt die Hilfe der Mathematik.)
Okay, also müsste ich ein balun (symmetrierglied) im Verhältnis 2:1 dimensionieren um die 100 Ohm vom cat Kabel an die 50 Ohm vom Koaxkabel anzupassen?!
Chris K. schrieb: > https:..... Das, finde ich, hilft deinem Namensvetter (u.a.) doch schon ein ganzes Stück weiter! :-) Interessantes Dokument. Danke. Michael
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Balun_measurement.png
110 KB
Die Vermessung eines 3-port Devices z.B. Balun gelingt auch mit der VNWA-Software. (Anlage ein Auszug aus dem Help-file) Die Messungen können mit einem anderen VNA gemacht werden und dann in das freie VNA-Programm importiert werden, es braucht dazu nicht notwendigerweise einen VNWA3 zu besitzen. eric1
Chris V. schrieb: > Okay, also müsste ich ein balun (symmetrierglied) im Verhältnis 2:1 > dimensionieren um die 100 Ohm vom cat Kabel an die 50 Ohm vom Koaxkabel > anzupassen?! Naja, ein 1:2-Balun ist schwieriger herzustellen als der 1:1-Balun, den ich aufgemalt habe, der bräuchte ja ein Windungszahlenverhältnis von 7:10:
1 | o---------* |
2 | hi ) |
3 | ) |
4 | *--------o |
5 | ) |
6 | ) |
7 | ) |
8 | ) |
9 | GND ) |
10 | o---------* symm. |
11 | ) |
12 | ) |
13 | ) |
14 | ) |
15 | ) |
16 | *--------o |
Das wären 12 parallele Drähte. Daher meine Vereinfachung, einen 1:1-Balun zu nehmen und den Analyzer gegen 100 Ω zu kalibrieren. Das ist jetzt nicht so weit weg von 50 Ω, das wird schon noch gehen.
Könnte man nicht einfach 2:3 nehmen? Das läge doch schon sehr nah (11% Abweichung von 100R) dran, denn das twisted pair liegt wahrscheinlich zwischen 100 und 120 Ohm (einige Quellen geben 120 an)... Michael
Michael M. schrieb: > Könnte man nicht einfach 2:3 nehmen? 2:3 macht sich als Balun auch nicht so einfach. Immer dran denken, die rechte Seite soll symmetrisch sein (also die 3 Windungen), die müssen in der Hälfte an GND hängen. Du hättest also eine halbe Windung auf der unsymmetrischen Seite, dann die Anzapfung für die Auskopplung der symmetrischen Seite, 1,5 Windungen, dann GND, dann noch 1,5 Windungen für die Gegenwicklung der symmetrischen Seite. Insgesamt also 3,5 Windungen. Verdoppelt ist es handlicher:
1 | o-------* |
2 | ) |
3 | *------o |
4 | ) |
5 | ) |
6 | ) |
7 | o-------* |
8 | ) |
9 | ) |
10 | ) |
11 | *------o |
Sind aber dann auch 7 Drähte, wenn man das N-filar wickeln will
("bifilar" passt ja eher nicht).
Ich mache so was immer mit einem TDR mit 12 GHz Bandbreite (Tek 7S12). Man schließt am entfernten Ende ein Poti an, und stellt den Widerstandswert manuell so ein, daß am Ende des Kabels (nach kleinen Spitzen...) der Wert erneut auftritt. Dann kann man recht exakt mit einem Multimeter den Eingestellten Wert am Poti messen.
Jörg W. schrieb: > Daher meine Vereinfachung, einen 1:1-Balun zu nehmen und den Analyzer > gegen 100 Ω zu kalibrieren. Das ist jetzt nicht so weit weg von 50 Ω, > das wird schon noch gehen. Ja, das kann man so machen. Wichtig ist der Balun, um das symmetrische Kabel auch symmetrisch zu speisen. Die Bezugsimpedanz kannst du über die VNA-Kalibrierung setzen.
Jörg W. schrieb: > Verdoppelt ist es handlicher:... Ja natürlich, es ging mir erst mal um's Windungs-Verhältnis. ^^ Michael
Angehängte Dateien:
Ein 1:1 Strombalun ist am einfachsten breitbandig herzustellen. Die Anpassung an 100 Ohm lässt sich dann mit einem symmetrischen R-Anpassglied erreichen (s. Bsp). Die Lamda/4 Leitung ist mit einem beliebigen aber bekannten Widerstand abgeschlossen.Die Referenzebene liegt am Eingang des Balun. Etwas rechnen ist angesagt um aus dem Messergebnis die Impedanz des DUT zu bekommen. Die 2. Methode ohne Balun bzw. Symmetrierung habe ich noch nicht ausprobiert, im Simulator klappt es jedenfalls. Der VNA müsste wahrscheinlich erdfrei betrieben werden. Um nicht rechnen zu müssen, ist diesmal die Leitung Lambda/8 lang und am Ende offen, wodurch der Betrag des Blindanteils dem Wellenwiderstand des DUT entspricht.
Man sollte bedenken, dass ein breibandiger Balun bis 2 GHz mit brauchbaren Parametern nicht mehr ganz so einfach selbst herzustellen ist. Mini-Circuits hat eine Vielzahl von Baluns unterschiedlicher Übersetzungsverhältnisse im Angebot, die die Sache vereinfachen sollten. Da wäre dann - je nach Auswahl - auch mehr als 2GHz drin.
HF-Werkler schrieb: > Man sollte bedenken, dass ein breibandiger Balun bis 2 GHz mit > brauchbaren Parametern nicht mehr ganz so einfach selbst herzustellen > ist. Ist die Frage, ob man das überhaupt so breitbandig braucht. Es geht ja um den Wellenwiderstand, und der ist zumindest theoretisch unabhängig von der Frequenz.
Zumindest waren die 2GHz vom TE gefordert. Gerade bei langen Leitungen mit Folienschirm wird da schon die ein oder andere Instabilität vorhanden sein, von "eckiger" Verlegung mal abgesehen.
Ja. Ein Twisted pair hat um die 100 Ohm, da differentiell, ein Koax 50. Dafuer gibt es Transformer, auch genannt Baluns. Alles andere ist Quatsch
Mir ist zu diesem Thema grad wieder über'n Weg gelaufen: https://www.dl4zao.de/_downloads/Balun_dl4zao.pdf Michael
Chris V. schrieb: > Der NWA ist von Rohde und Schwarz: ZNB 4 9kHz - 4,5MHz Na hoffentlich war das ein Schreibfehler. wendelsberg
Das isses wohl: Nach Kurz-Recherche: GHz ist gemeint. :-)
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