Wellenwiderstand CAT 5e Kabel vermessen

OP #6609187
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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
#6609911
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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
Moderator Persönliche Seite #6609919
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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).
Gast #6609969
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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.)
Gast #6610998
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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
Angehängte Dateien:
Moderator Persönliche Seite #6611025
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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.
Moderator Persönliche Seite #6611056
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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).
#6611069
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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.
Gast #6611071
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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.
Gast #6617585
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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.
Angehängte Dateien:
Gast #6617894
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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.

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