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几个传输线的实际问题
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几个传输线的实际问题# EE - 电子工程
h*9
1
请问看签证是不是CLEAR了该打哪个电话?202-663-1225一直没人接。谢谢
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y*u
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b*i
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最近有人求我分析实际的问题,希望大家把把关:
在油井使用20000ft到30000ft的电缆传输数据,电缆的参数和RG58的一样。实际使用中
,电缆固定在管道上,电缆包层和管道并联。有两种不同的系统都使用这样的电缆。一
个系统中使用1200bps的基带数字信号,另一个使用32KHz方波作载波,传递300bps的数
字信号,都是5V峰峰值。20000ft的RG58外层导体电阻大约240欧姆,而管道只有5欧姆
不到,电容0.6uF,芯层电阻82欧姆。现在先说说几个设计要求,看看大家有什么设计问
题,注意事项等:
第一个问题,使用32KHz的系统:
多个(少于10个)设备有一定间距的分布在电缆后段,几个设备间的距离少则几十厘米
,多则1000ft。可能两个设备最远可以到5000ft。每个设备可以断掉和后续设备之间的
电缆,所以电缆上的负载数目是动态的。另外,接收设备也是发射器,电缆开始处的发
射器也是接收设备。大家说说这种多负载总线系统如何匹配阻抗。如何估算信号在接收
器的幅度。如何在损耗巨大的情况下检测信号?32kHz的信号通过20000ft电缆损耗大概
在8dB+-3dB左右。使用正弦波或是方波有什么好处什么坏处(接收端幅度小?)一个版
本的设备使用567来检测信号。但是这个芯片使用RC来调检测的频率。在高温下(175度
),RC都会变化很大,结果就不准确了。更新的版本中直接使用比较器,然后用FPGA数
信号的频率,这个方案是否可行?
第二个问题,1200bps的系统:
是不是不用考虑传输线效应了呢?很多人认为不用,因为1000Hz的波长在电缆中是200
公里。但是有的理论认为,1000Hz的信号的波长是32kHz的1/8。所以20000ft就是1kHz
的波长。这个我要通过后续的实验来验证一下理论。我有5000, 10000, 20000ft的电缆
,绕的。欢迎大家提示我如何测试1kHz的波长和阻抗。
第三个问题,两个系统混用:
3000-5000ft的地方,一个设备监听32KHz信号。然后,后续到30000ft的电缆上接有多
个设备监听1200bps的数字信号。电缆开始处的发射器既要发射接收32kHz的载波,也要
发射接收1200bps的信号。这样的系统有什么问题,什么注意事项?
第四个问题,TDR
通常在电缆到了一个设备的地方就断开了,设备1米长,通过一个导线外加设备的金属
壳接到下一根电缆的芯层和包层上。这里阻抗就不匹配了。那么,TDR信号到达第一个
设备的地方,会发生发射吗?TDR能否用于发现第一个设备后面的电缆的断开或者短路
的情况?TDR能否发现第一个设备的深度?
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E*7
4
电话是对的。上班时间(周一到周五美国东部时间早上八点半以后)有人接。另外,电话接通后你还得根据电话语音提示选三次:1, 0, 0 听到“很快有签证官接听你的电话“("A visa official will be with you shortly.")电话语音提示后耐心等待。签证官忙的时候(通常是上午,特别是周一上午),得等半个小时左右。下午打比较快。
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p*r
5
挺好啊挺好
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i*t
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俺早就看出你的用途了,所以推荐光纤完事,1200bps能干啥,图像都看不到
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h*9
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好的,谢谢:)
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s*g
8
真不错呀真不错
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b*i
9
如果光纤是唯一的办法,那当然只好用光纤了。关键是海底的油井无法安装光纤,太贵
了。
你不知道这些设备的用处吧?一般来说,一年之内,发出一个指令,控制阀门的移动,
就值几千万。这个指令就是几十个字节而已。通常,半年需要发出一个指令。这就是需
求。你觉得这需要光纤吗?

【在 i*****t 的大作中提到】
: 俺早就看出你的用途了,所以推荐光纤完事,1200bps能干啥,图像都看不到
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x*t
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灰常好阿

【在 y****u 的大作中提到】
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i*t
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看来你这个不是实时水下控制,且不需要传图像,那么光纤当然不是唯一
俺觉得用1000hz还要计算么?不如直接实际验证下完事。而且指令1年才几十字节,就
算几十bps速度低点也可以接受的吧

【在 b***i 的大作中提到】
: 如果光纤是唯一的办法,那当然只好用光纤了。关键是海底的油井无法安装光纤,太贵
: 了。
: 你不知道这些设备的用处吧?一般来说,一年之内,发出一个指令,控制阀门的移动,
: 就值几千万。这个指令就是几十个字节而已。通常,半年需要发出一个指令。这就是需
: 求。你觉得这需要光纤吗?

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y*e
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你是住在天文台旁以前考古所的房子?
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i*t
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可以尝试调制解调,避免直接数字信号传输
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y*u
14
不是,住在Maya Land。门口对着天文台。

【在 y*********e 的大作中提到】
: 哇
: 你是住在天文台旁以前考古所的房子?

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b*i
15
实测中1000bps还没有出现过问题。不过,32kHz有一些问题,肯定需要研究一下,比如
阻抗匹配什么的。这个系统中的32k就是你说的调制解调的载波。只不过系统中未曾用
过阻抗匹配,而且是总线多负载。
另外,我觉得理论得出奇怪的结论,就是1000Hz的信号的波速是32k的1/8,所以才引出
这么多问题。现在开始怀疑连1000Hz的系统也会有问题了。

【在 i*****t 的大作中提到】
: 看来你这个不是实时水下控制,且不需要传图像,那么光纤当然不是唯一
: 俺觉得用1000hz还要计算么?不如直接实际验证下完事。而且指令1年才几十字节,就
: 算几十bps速度低点也可以接受的吧

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g*r
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牛蛙。
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f*i
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装repeator,或者换成15V RS232信号传输,或者接收端装logic shifter,或者发送端
装level shifter,或者。。。。。。
我觉得你最好先把DC analysis和AC analysis搞明白了再来折腾传输线。

【在 b***i 的大作中提到】
: 最近有人求我分析实际的问题,希望大家把把关:
: 在油井使用20000ft到30000ft的电缆传输数据,电缆的参数和RG58的一样。实际使用中
: ,电缆固定在管道上,电缆包层和管道并联。有两种不同的系统都使用这样的电缆。一
: 个系统中使用1200bps的基带数字信号,另一个使用32KHz方波作载波,传递300bps的数
: 字信号,都是5V峰峰值。20000ft的RG58外层导体电阻大约240欧姆,而管道只有5欧姆
: 不到,电容0.6uF,芯层电阻82欧姆。现在先说说几个设计要求,看看大家有什么设计问
: 题,注意事项等:
: 第一个问题,使用32KHz的系统:
: 多个(少于10个)设备有一定间距的分布在电缆后段,几个设备间的距离少则几十厘米
: ,多则1000ft。可能两个设备最远可以到5000ft。每个设备可以断掉和后续设备之间的

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x*2
18
very good
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b*i
19
目前倒是少了一个问题,1KHz的的确波速不是32K的1/8,理论的估算错了。实测大概是
32k波速的1/3。所以20000ft的电缆是1kHz波长的1/10,正好在可以算作传输线和不适
传输线的边界上。那就不考虑吧。因为我们的信号是1200bps,所以主要的频率还不到
1kHz。
需要DC analysis?DC没有问题啊?这就是经典的传输线问题吧。我觉得各位网友不必着
急现在就提出革命性的新方案。主要是还有很多限制我都没有说,所以大家先一步一步
来,说说这个设计有什么问题。比如:32k的信号,是不是一定从包层走,是不是趋肤
效应很明显,所以在大的管道也起不到降低电阻的作用。
还有这个多负载系统是否一定需要阻抗匹配?这些设备是串联的,每个设备可以关掉通
向下一个设备的PMOS。所以,总线上的设备数是可以变的。那么,是否需要动态改变匹
配的阻抗?比如,每个设备在关掉后续设备的时候,要自身设定输入阻抗为电缆的阻抗
。而接通后续设备的时候,要断开自己的匹配的电阻?

【在 f****i 的大作中提到】
: 装repeator,或者换成15V RS232信号传输,或者接收端装logic shifter,或者发送端
: 装level shifter,或者。。。。。。
: 我觉得你最好先把DC analysis和AC analysis搞明白了再来折腾传输线。

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m*k
20
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i*t
21
1年只有几十字节数据,还考虑个啥?用最低的速率完事。你说了1年才几十字节,那么
就几十波特也够了吧。一年中的几秒就搞定了。
搞工程必须结合实际,不需要浪费时间的就不要浪费,当然搞研究的除外,需要建立最
有利的理论条件,从而达到利用最多的资源和速率,至于工程安全预量以及是否能实现
还有造价的啥的不管。
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h*y
22
impressive!

【在 y****u 的大作中提到】
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b*i
23
这个设备的上位机在海底,10年前安装的,新的设备必须兼容。既然说到不要浪费时间
,10年前前面版本已经做出来能用的,目前只是因为高温下所以不准备使用567这个芯
片了,所以改动最小的才是节省的方案,而不是彻底改掉。
当然你说,新的方案就是不可行,那可以改。所以,我让大家说说到底是否可行,而不
是着重在如何改成别的方案。从32k做载波,阻抗匹配,总线多负载,电缆20000ft这几
个参数,该方案是否到了非改不可的地步了。
再说,该设备电流功耗大约在20-200毫安,开动井下的阀门。噪声太大,通过电缆的巨
大电阻,结果就是巨大的噪声。所以才想到通过检测一个调制的信号可以更容易检测信
号。其实通讯频率在一定频率下最好,而不是频率越低越好。在这个超大的电缆上的负
载如何检测超低频信号?则各其实更难。本来电压就变,信号和这些低频噪声其实混在
一起了。

【在 i*****t 的大作中提到】
: 1年只有几十字节数据,还考虑个啥?用最低的速率完事。你说了1年才几十字节,那么
: 就几十波特也够了吧。一年中的几秒就搞定了。
: 搞工程必须结合实际,不需要浪费时间的就不要浪费,当然搞研究的除外,需要建立最
: 有利的理论条件,从而达到利用最多的资源和速率,至于工程安全预量以及是否能实现
: 还有造价的啥的不管。

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s*n
24
对光的把握很好啊
1有点童话故事的感觉
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i*t
25
data速率低,不代表载频的频率也要被降低,建议适合的载频下减少数据率
到底是否可行,当然是根据试验和具体干扰情况,什么仿真啥的不好使
说起噪声,只要你数字信号波特降低,就可以用数字滤波解决噪声问题
既然没啥数据量和数据率要求,6公里应该没啥问题

【在 b***i 的大作中提到】
: 这个设备的上位机在海底,10年前安装的,新的设备必须兼容。既然说到不要浪费时间
: ,10年前前面版本已经做出来能用的,目前只是因为高温下所以不准备使用567这个芯
: 片了,所以改动最小的才是节省的方案,而不是彻底改掉。
: 当然你说,新的方案就是不可行,那可以改。所以,我让大家说说到底是否可行,而不
: 是着重在如何改成别的方案。从32k做载波,阻抗匹配,总线多负载,电缆20000ft这几
: 个参数,该方案是否到了非改不可的地步了。
: 再说,该设备电流功耗大约在20-200毫安,开动井下的阀门。噪声太大,通过电缆的巨
: 大电阻,结果就是巨大的噪声。所以才想到通过检测一个调制的信号可以更容易检测信
: 号。其实通讯频率在一定频率下最好,而不是频率越低越好。在这个超大的电缆上的负
: 载如何检测超低频信号?则各其实更难。本来电压就变,信号和这些低频噪声其实混在

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b*i
26
总算不建议推倒重做了。我倒是不在乎推倒重做。做这个项目的人也不急。但是要有理
有据。能否说说下面几个具体问题的看法?
1. 32k载波在你看来会不会有问题?你的意思是没有问题?你估算5伏信号在20000ft电
缆另一头幅度多少?
我觉得32k本身会有问题,因为只要有32k信号,就会有反射,而300波特率每个位有100
多个周期,所以这个数据率本身不会有问题, 问题是载波带来的。电缆是在室外的,
所以近期不会进行实验。实验是在类似的电缆上作的,接上5000ft左右的电缆后,反射
波会造成幅度大幅度减少。
2. 阻抗匹配问题,信号源需要阻抗匹配吗?各负载需要吗?不用的话会有反射波。用
的话,如何用?这个是多负载的总线系统。随便匹配一下肯定不行。
3. 管道的小电阻对信号会不会有好的影响?根据理论,趋肤效应决定管道电阻不起作
用,这个你怎么看?不会真要去沙漠测量一下吧。而且我得把管道搞成平行的两条
10000ft的,不想让电感太大。

【在 i*****t 的大作中提到】
: data速率低,不代表载频的频率也要被降低,建议适合的载频下减少数据率
: 到底是否可行,当然是根据试验和具体干扰情况,什么仿真啥的不好使
: 说起噪声,只要你数字信号波特降低,就可以用数字滤波解决噪声问题
: 既然没啥数据量和数据率要求,6公里应该没啥问题

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N*2
27
这种问题,搞个comsol什么的模拟一下不就出来了,又不是什么特别高频特别复杂的形
状?

【在 b***i 的大作中提到】
: 最近有人求我分析实际的问题,希望大家把把关:
: 在油井使用20000ft到30000ft的电缆传输数据,电缆的参数和RG58的一样。实际使用中
: ,电缆固定在管道上,电缆包层和管道并联。有两种不同的系统都使用这样的电缆。一
: 个系统中使用1200bps的基带数字信号,另一个使用32KHz方波作载波,传递300bps的数
: 字信号,都是5V峰峰值。20000ft的RG58外层导体电阻大约240欧姆,而管道只有5欧姆
: 不到,电容0.6uF,芯层电阻82欧姆。现在先说说几个设计要求,看看大家有什么设计问
: 题,注意事项等:
: 第一个问题,使用32KHz的系统:
: 多个(少于10个)设备有一定间距的分布在电缆后段,几个设备间的距离少则几十厘米
: ,多则1000ft。可能两个设备最远可以到5000ft。每个设备可以断掉和后续设备之间的

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i*t
28
你自己的问题大家提出建议,最后你自己做主,何必反问回答的人呢?有包子除外。

100

【在 b***i 的大作中提到】
: 总算不建议推倒重做了。我倒是不在乎推倒重做。做这个项目的人也不急。但是要有理
: 有据。能否说说下面几个具体问题的看法?
: 1. 32k载波在你看来会不会有问题?你的意思是没有问题?你估算5伏信号在20000ft电
: 缆另一头幅度多少?
: 我觉得32k本身会有问题,因为只要有32k信号,就会有反射,而300波特率每个位有100
: 多个周期,所以这个数据率本身不会有问题, 问题是载波带来的。电缆是在室外的,
: 所以近期不会进行实验。实验是在类似的电缆上作的,接上5000ft左右的电缆后,反射
: 波会造成幅度大幅度减少。
: 2. 阻抗匹配问题,信号源需要阻抗匹配吗?各负载需要吗?不用的话会有反射波。用
: 的话,如何用?这个是多负载的总线系统。随便匹配一下肯定不行。

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b*i
29
我一向争论有正面的作用,否则结论不一定经得起推敲。争论和回答问题不只对我有用
,对回答的人也有用,对看贴的人更有用。
包子,等我几个星期后做完实验了,会有的。但是只给提出有用的和正确思路的。时间
很多,所以现在要多讨论,争论,反复问,反复回答...

【在 i*****t 的大作中提到】
: 你自己的问题大家提出建议,最后你自己做主,何必反问回答的人呢?有包子除外。
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