Hallo, ich hab hier ein Cat 5e STP Verlegekabel (Rolle), ca. 70-90 Meter (keine Ahnung wieviel genau) und hab damit mal aus Interesse ein paar Messungen gemacht (Reflektion, Laufzeit). Reflektionen kann man bei entsprechenden Vorraussetzungen sehr schön sehen, das ist soweit klar, mir geht hier um die Laufzeit, die ich auf verschiedene Arten gemessen habe: 1) Eines der verdrillten Adernpaare genommen, davon einen Leiter Ground, auf dem anderen ein Rechtecksignal vom Pulsgenerator, 100 Ohm Quell/Abschlussimpedanz. Alle anderen Adern und auch Shield nirgends verbunden (floating). Dann Eingangs- und Ausgangssignal auf nem Scope dargestellt. Ich sehe eine Laufzeit von ziemlich genau 400ns. 2) Irgendeine der Adern, ein Adernpaar zusammengeschlossen, oder sogar alle 4 Adernpaare auf beiden enden zusammengeschlossen, dort das Signal durch, und Shield auf Ground. Impedanz hier mal vernachlässigt da unbekannt und 50 Ohm gewählt. Ich sehe eine Laufzeit von 368ns. Ändern der Quell/Abschlussimpedanz oder Adernzahl die das Signal leiten hat keinen Einfluss auf die Laufzeit. 3) 2 verdrillte Adernpaare genommen, von jedem eine Ader benutzt, die eine Ground, die andere Signal, Rest floating. Laufzeit 368ns, vielleicht einen Tick weniger. Nun wunder ich mich woher dieser Unterschied kommt - in allen Fällen geht das Signal durch einen verdrillten Leiter, also eine längere Strecke als die eigentliche Kabellänge (hab mal ein Stück entdrillt, das Längenverhältnis ist etwa 1.02 Leiterlänge bei 1 verdrillte Länge), nur der Ground ist unterschiedlich, entweder verdrillt mit dem Signal oder als Abschirmung aussen rum. Aber durch den Ground fließt ja kein Signal, also kann es doch das eigentlich nicht sein?! Ebensowenig kann es dann ja auch sein, das dies durch die schnellere Signalgeschwindigkeit (ca. 0.75c) in der Aluminiumfolie der Abschirmung verursacht wird?! Ich hab mich mal durch diesen Thread gewühlt Beitrag "Leitungslänge messen" Dort wird die Formel l = c0 * t / (2 * Wurzel( Er)) wobei c0 ca. = 2/3 c genannt. "Er" ist mir unbekannt und ich konnte auch keinen Wert für Cat 5 finden, wenn ich das weglasse und einfach nur annehme l = 2/3 c * t, komme ich bei 1) auf ca. 80m, bei 2) und 3) auf ca. 74m Länge. Ich nehme mal an das 74m eher die richtige Länge sein wird, da es ja der kürzeste/schnellste Weg ist (kapazitive Kopplung des Signals auf der Trommel kann ich ausschließen). Wenn ich jetzt die obige Formel umstell nach t t = (2 wurzel(Er) l)/c0 Und davon ausgehe das l und c0 konstant sind bei beiden Messungen, dann würde das ja heißen das bei 1) (längerer Laufzeit, beide Adern verdrillt) "Er" größer ist als bei den anderen Messungen. Kann das vielleicht sein? "Er" sollte bei 2) und 3) dann auf jeden Fall kleiner als 0.5 sein, da das Kabel eigentlich nicht viel kürzer sein sollte, ich kann mich jedenfalls nicht entsinnen mehr als 15m von der (ursprünglich 100m) Rolle abgeschnitten zu haben ;) Gruß Dominik
"Kleiner" Nachtrag: Ich hab eben ein kürzeres Stück nachgemessen, 7.75 meter, das liefert 34.8ns Laufzeit mit obiger Methode 2), damit komme ich auf c0/c = ((7.75 meter) / (34.8 ns)) / c = 0.743 Wenn ich dann noch einrechne das die Verdrillung eine Verlängerung von 1.02 bewirkt: c0/c = ((7.75meter*1.02) / 34.8ns)/c = 0.758 (Ich hab beim entdrillen das Kabel ziemlich stramm gezogen, dabei ist es möglicherweise in die Länge gezogen worden und der Faktor 1.02 wohl etwas zu hoch...) Aber das wundert mich schon, wo doch eher 0.65 für Kupfer bekannt ist und 0.75 schon für Alu gilt. Nun hab ich mal ein wenig gesucht und prompt ein paar Datenblätter von Cat5e Kabeln gefunden, die Ausbreitungsgeschwindigkeiten variieren und es gibt tatsächlich welche mit 0.75c mit normalen Kupferadern, in der Tat hat sogar die Mehrzahl 0.75: 0.75c http://www.drakact.com/files/toughcat_d.pdf 0.75c http://www.bks.ch/nl200.pdf 0.739c http://www.ampnetconnect.cz/documents/pdf/ds_cat_5e_ftp_cable_(219420).pdf 0.67c http://www.highpatch.net/downloads/DrakaF-UTPCat5eUC300S26.pdf Man hat also quasi die freie Wahl... Dies beweist malwieder: ohne Kalibration geht nix. Aber Moment, die Datenblatt-Delay-Angaben beziehen sich sicherlich auf ein Differenzsignal über ein verdrilltes Paar. Wenn ich da mit dem Faktor 370ns/400ns = 0.925 das von mir errechnete c0/c umrechne: c0/c = 0.758 * 0.925 = 0.701 ist dann also die Laufzeit im verdrillten Paar. Wenn man jetzt andersrum denkt und so ein echtes 0.75'er Kabel nach obiger Methode 2) speisen würde, bekäme man ja theoretisch 0.81c ..... Oder mach ich hier irgendwo nen Denkfehler? Wenn noch jemand aufklären könnte warum das beim Verdrillten langsamer läuft wäre Klasse. Vielleicht eine induktive oder kapazitive Wirkung?
Ja. die Signallaufzeit ist eine Funktion des Induktivitaets- und des Kapazitaetsbelages pro Meter. Der Induktivitaetsbelag ist die Induktivitaet pro Laenge, da spielt auch der Drahtdurchmesser rein. Fuer Radius Null geht die Induktivitaet geben Unendlich. Der Kapazitaetbelag ist die Kapazitaet pro Laenge, da spielt das Dielektrikum, sowie die Feldverteilung rein. Das Er, epsilon relativ, ist immer groesser gleich Eins. Teflon ist vielleicht Zwei. Ein chlorierter Kunststoff ist hoeher.
Hallo,
ich habe mal gelernt, dass die Signalgeschwindigkeit
v = c0 / Wurzel ( µ(r)*ε(r) )
ist.
Hier ist µ(r)= 1, also liegts nur am Dielektrikum (?).
Es hängt also nicht vom Leiterwerkstoff Al / Cu ab.
Für das resultierende ε(r) ist der resultierende Wert
der gesamten Isolationsstrecke massgebend ( => Lufteinschlüsse,
andere Isoliermaterialien soweit sie von der elektrischen
Feldstärke E durchsetzt werden spielen mit hinein).
Dann verhält es sich für mich so:
1) 2 verdrillte Leiter, einer für "hin", einer für "rück":
=> Das Signal läuft den kompletten Weg, inkl. Windungen
2) Irgendein Leiter gegen Schirm:
=> Das Signal läuft nur die Ausdehnungslänge des Kabels entlang,
nicht den weiteren "Verdrillungsweg"; die Verdrillung bewirkt
nur mehr Induktivitäts- bzw. Kapazitätsbelag, jedoch keine
grössere
Signallaufzeit.
Gerne lerne ich dazu !
@rene Gut also ich glaub die Formel l = c0 * t / (2 * Wurzel( Er)) Ist erstmal nur für Koaxkabel, denn wenn ich versuche da meine Werte (Länge 7.75m und Laufzeit 34.8ns) einzusetzen dann erhalte ich ein c0 das größer ist als c solange Er größer als 0.45 ist... @Hase einen für hin und rück stimmt ja nicht so ganz, da ja der eine auf Ground ist und beide Enden am Scope auch noch auf Ground zusammenlaufen. Aber wenn sich das Signal so relativ zur GND-Leitung bewegt, kann es tatsächlich sein das es im Fall 1) da auch die Verdrillung entlangläuft, und im Fall 2) dann obwohl die Leiter in der Abschirmung verdrillt sind oder sonstwie nicht geradeaus mit dem Schirm laufen, sich doch das Feld gegen den Schirm aufbaut und das Signal durch die Verdrillung nicht länger braucht, man muss also das Kabel als ganzes betrachten und nicht den Leiter der im Schirm läuft. Ich könnte mir auch vorstellen, das durch die Umhüllung des Schirms, die Position des Leiters darin ziemlich egal ist, da ja z.B. die Kapazität relativ gleich bleibt, wenn er sich z.B. von der Mitte entfernt, entfernt er sich zwar von der einen Wand, kommt aber der anderen umso näher.
Sind die einzelnen paare nicht unterschiedlich verdrillt? Schlagzahl ist da das Stichwort. Damit will man übersprechen verhindern.
Die formel, v = c0 / Wurzel ( µ(r)*ε(r) ) ist fuer eine TEM welle im Medium. Wie ich schon sagte, resp. nicht sagte. stellen diese beiden Zahlen empirische Werte fuer die Felder dar, die fuer die Ausbreitung aufgebaut werden muessen. Da sind die Feldgeometrien drin. Ob das Feld nun auf Twistedpair, oder Leiter gegen Schirm laeuft sind Unterschiede, die womoeglich wesentlich sind.
Hallo, @ Dominik Friedrichs, ist mir ja reichlich spät aufgefallen: Masse von Ein- und Ausgangssignal waren wohl über Oszilloskop-Masse verbunden (?). Ich nehme fast an, dass hier der "Hase im Pfeffer" liegt: Das Signal pflanzt sich beim Koaxkabel genauso wie bei einem symmetrischen Kabel über beide Leiter fort, also ist "Vorne-Masse" ≠ "Hinten-Masse". => Führe ich beide Massen zusammen, habe ich völlig andere ( für mich auf den ersten Blick unübersichtliche ) Verhältnisse. Man könnte die Messungen ja mal mit Auftrennung von Anfangs- und Endmassen durchführen. Viele Grüsse
Hm das wäre mir neu. Koaxkabel heißen doch nicht umsonst asymetrisch... symmetrisch sind diese 240 Ohm Antennenleitungen bei alten Fernsehern etc. Ich hatte den Ground auch mal abgenommen am ende, aber das Signal sah danach sehr unglücklich aus, da ja dann die Masse nur übers Scope geht und das Signal ganz alleine (heul) durchs Kabel muss. Wenn du jetzt meinst Anfangs- und Endmasse richtig potentialmässig zu trennen, wird das schwierig da ich nur ein Scope hab. Ich sehe da echt keinen Sinn, vor allem da das Kabel ja dann durch den Schirm beide Massen zumindest für DC wieder vereint. Also meiner Meinung nach tut das nicht zur Sache, das Signal was ins Koax reingeht wie soll das nach draußen schauen ob da bei Masse vielleicht eine Abkürzung ist? Das kann nur durchs ganze Kabel laufen wie durch nen Tunnel. Aber um es nochmal klar zu stellen ich hab kein Koaxkabel genommen sondern ein Cat5e, dises aber assymetrisch gespeist. Also Innenleiter vs Ground wie beim Koax oder eben die Verdrillten, aber auch die nicht symmetrisch.
Hallo, @ Dominik Friedrichs, natürlich sind Koaxkabel asymmetrisch in Bezug auf Erde, nur pflanzt sich das an einem Ende eingespeiste Signal mit c0 * Verkürzungsfaktor genauso fort, wie beim symmetrischen Kabel. Damit habe ich aber (i.d.R.) unterschiedliche Phase an Anfang und Ende des Kabels. Oder anders: Angenommen, ich schicke einen Dirac-Impuls ( Einheitsimpuls mit "unendlich" kurzer Dauer ) in irgendein Kabel, Signalmasse nur am Anfang mit "Kabelmasse" verbunden, dann läuft dieser Impuls nur "hin" ( mit c0*Verkürzungsfaktor ). Was passiert, wenn die Kabelmassen Anfang-Ende verbunden sind, ist mir unklar, aber bestimmt doch etwas anderes ? Als bekanntes Beispiel fällt mir übrigens auch die Mantelstromproblematik bei UHF-Selbstbauantennen ( aktuell für DVB-T ) ein, wo auch genau, je nach Frequenz, angegeben wird, wie weit die Abschirmung umgeschlagen werden soll. Wäre an jeder Stelle Abschirmung = 0 , wär's doch egal. --- Oder mache ich da irgendwo einen Denkfehler ? Viele Grüsse
Irgendwie versteh ich nicht ganz. Mantelstrom hat doch ganz andere Ursachen (z.B. Schutzisolierte Geräte stehen auf Potenzial) Und unterschiedliche Phase hat man ja logisch wegen der Laufzeit?! Aber der Schirm liegt doch auf Gnd bzw sollte es idealerweise sein... Was meinst du mit Signalmasse und Kabelmasse? Reden wir jetzt von Koaxkabel oder meinst du den Fall wo ich in ein verdrilltes Paar einmal Ground und Signal gab und dann wahlweise den Schirm zusätzlich geerdet hab? Ich habs gerad nochmal ausprobiert z.B. Koax mit offenem Ende aber das Gnd am Ende mit dem Gnd am Anfang verbunden, macht überhaupt keinen Unterschied. Aber Gnd nur am Anfang und dann Signal mit 50ohm im Scope terminiert, ohne auch das Ende an Gnd (auch am Scope) zu legen, gibt ne komische Kondensator-Auflade-Kurve am Ende, und am Anfang eine sich nach der Aufladekurve abschwächende Reflektion...
Signalmasse = Masse des Generators, Kabelmsse = Masse des Kabels, also beim Koax-Kabel der Schirm, beim Paralleldrahtkabel einer der beiden Drähte ( dann ist natürlich die Symmetrie bzgl. Erde im Eimer ) "Aber Gnd nur am Anfang und dann Signal mit 50ohm im Scope terminiert, ohne auch das Ende an Gnd (auch am Scope) zu legen, gibt ne komische Kondensator-Auflade-Kurve am Ende, und am Anfang eine sich nach der Aufladekurve abschwächende Reflektion..." => Wenn jeder "Masse"-Punkt ein solcher wäre, wär's ja egal ... Gruss
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