Dämpfung in Datenbusleitung berechnen

Tim Gast #6572739
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Hallo zusammen,
ich brauche Hilfe bei der folgenden Aufgabe:

Ein Datenbus arbeitet mit einer max. Übertragungsrate von 1 Mbps. Die 
gesamte Übertragungsstrecke ist etwa 150 m lang. Der Bus arbeitet mit 
einer differentiellen Spannung. Beim Senden wird ein Spannungspegel von 
-5 V für log. "1" bzw. +5 V für log. "0" auf den Bus gelegt. Bei 
Empfänger wird der logische Zustand sicher erkannt, solange die Spannung 
für log "1" kleiner -0,1 V und für "0" größer 0,1 V ist. Für die 
Datenübertragung soll nun eine Datenleitung mit dem folgenden 
Dämpfungsverhalten verwendet werden:

Tabelle:
Übertragungsfrequenz in MHz -> Dämpfung in dB/100 m

0,1 MHz  -> 3 dB

0,5 MHz -> 6 dB

1 MHz -> 9 dB

5 MHz -> 18 dB

10 MHz -> 27 dB

Ist die Leitung hinsichtlich ihres Dämpfungsverhaltens zur 
Datenübertragung für den Datenbus geeignet? Begründen Sie rechnerisch!

Mein Lösungsansatz:

fmin = 1 MHz
Dämpfungsmaß des Kabels bei 150 m: 13,5 dB

Max. erlaubtes Dämpfungsmaß:
A = 20 * lg(U1/U2) dB = 20 * lg(5 V/0,1V) = 33,98 dB

Fazit: Die Leitung kann hinsichtlich des Dämpfungsverhaltes problemlos 
verwendet werden.

_________________________________
Ich habe die max. Datenrate als min. Frequenz angenommen. Die höheren 
Frequenzanteile des Datensignals werden natürlich stärker gedämpft. 
Müsste das nicht eigentlich auch berücksichtigt werden? Ist die Aufgabe 
so richtig gelöst?
Danke für Eure Hilfe.
Gruß Tim
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Klaus R. #6572850
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Tim schrieb:
> Ich habe die max. Datenrate als min. Frequenz angenommen. Die höheren
> Frequenzanteile des Datensignals werden natürlich stärker gedämpft.
> Müsste das nicht eigentlich auch berücksichtigt werden?

Etwas höher sollte die Übertragungsrate schon sein.

https://de.wikipedia.org/wiki/Nyquist-Shannon-Abtasttheorem

1
Das Abtasttheorem besagt, dass ein auf f max {\displaystyle f_{\text{max}}} f_\text{max} bandbegrenztes Signal[2] aus einer Folge von äquidistanten Abtastwerten exakt rekonstruiert werden kann, wenn es mit einer Frequenz von größer als 2 ⋅ f max {\displaystyle 2\cdot f_{\text{max}}} 2\cdot f_\text{max} abgetastet wurde.


mfg Klaus
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Bernd Gast #6572857
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Tim schrieb:
> Max. erlaubtes Dämpfungsmaß:
> A = 20 * lg(U1/U2) dB = 20 * lg(5 V/0,1V) = 33,98 dB
Sieht auf den ersten Blick brauchbar aus.

> Ich habe die max. Datenrate als min. Frequenz angenommen. Die höheren
> Frequenzanteile des Datensignals werden natürlich stärker gedämpft.
> Müsste das nicht eigentlich auch berücksichtigt werden?
Eindeutiges jain. In der Praxis hängt das auch von der Art des 
Empfängers und der Datenkodierung ab. Um der frequenzabhängigen Dämpfung 
entgegenzuwirken wird i.d.R ein Vorverzerrung im Sender vorgenommen.
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Olaf Gast #6572907
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> Frequenzanteile des Datensignals werden natürlich stärker gedämpft.
> Müsste das nicht eigentlich auch berücksichtigt werden?

Ja muessen sie. Und ehrlich gesagt mir kommt die Aufgabenstellung
irgendwie etwas krude vor weil es da nicht so ein direkte Antwort gibt.

Wenn du 1Mhz steile Flanken uebertragen willst dann wuerde ich sagen das 
die wenigstens 5 oder 10Mhz uebertragen koennen musst. Wieviel genau 
haengt aber irgendwie auch etwas von der Qualitaet der Empfaenger ab. Da 
wird es keine scharfe Grenze geben.

Olaf
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