Соединительные кабеля.

Ответить

Антошка

Мастер дефектоскопии
Регистрация
26.01.2015
Сообщения
1,461
Реакции
339
Возраст
40
Интересует вопрос, какой вклад вносят соединительные кабеля в формирование посланного и принятого сигналов. Может кто сам задавался этим вопросом, может кто что читал что на эту тему.

Интересует теория. Может посоветуете что почитать на эту тему.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,548
По-сути это относится к вопросу согласования ПЭ и дефектоскопа. При правильном согласовании на частотах до 5 МГц и длине кабеля 1метр+ Вы вряд ли ощутите разницу, если кабель будет 50 или 75 Ом. Возможно, что-то почувствуете, если к дефектоскопу, требующему ПЭПы с внутренним согласующим устройством подключите ПЭП без такового, но он все равно хорошо работать не будет.
Чуть написано про это, например у Крауткремеров, стр 165, 166
 

Антошка

Мастер дефектоскопии
Регистрация
26.01.2015
Сообщения
1,461
Реакции
339
Возраст
40
По-сути это относится к вопросу согласования ПЭ и дефектоскопа. При правильном согласовании на частотах до 5 МГц и длине кабеля 1метр+ Вы вряд ли ощутите разницу, если кабель будет 50 или 75 Ом. Возможно, что-то почувствуете, если к дефектоскопу, требующему ПЭПы с внутренним согласующим устройством подключите ПЭП без такового, но он все равно хорошо работать не будет.
Чуть написано про это, например у Крауткремеров, стр 165, 166

Спасибо. Почитал. Правда половину не понял. Буду разбираться.
 

ЛюкА

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
25.12.2016
Сообщения
2,454
Реакции
484

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,548
УЗК-аудиофилия некая мне тут видится))
:drinks:
По мне так УЗК-аудиофилия- это хороший "долгоиграющий" кабель, достаточно прочный и не дубеющий от масла и мороза. Ну и хорошие защищенные износостойкие разъёмы, эдак IP-65. Lemo 00 к таковым отнести не могу. Они IP-54 и износостойкость так себе, особенно со стороны ПЭП, тем более в угловом исполнении
 

ЛюкА

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
25.12.2016
Сообщения
2,454
Реакции
484
:drinks:
По мне так УЗК-аудиофилия- это хороший "долгоиграющий" кабель, достаточно прочный и не дубеющий от масла и мороза. Ну и хорошие защищенные износостойкие разъёмы, эдак IP-65. Lemo 00 к таковым отнести не могу. Они IP-54 и износостойкость так себе, особенно со стороны ПЭП, тем более в угловом исполнении

Эт вы о УЗК-HI-END говорите))
 

sesshu_50

Бывалый
Регистрация
30.01.2015
Сообщения
173
Реакции
72
Адрес
Москва
Веб-сайт
www.ultratech.su
Эт вы о УЗК-HI-END говорите))
Совершенно верно! Именно, как в акустической аппаратуре HI-END класса!
Где подключение акуст. систем или наушников, так и источников сигнала к входам усилителей, осуществляется с помощью балансных, вопреки не балансным кабелям (коаксиальным). Вот об этом почитайте. И еще подключение различных высокочувствительных прецизионных датчиков к дифференциальным входам измерительных усилителей. Источников, где все это описано, включая схемы, выкладки, в открытом доступе очень много.
Почему не используют подключение датчиков с помощью балансных кабелей (два проводника свитых в одной оплетке), хотя их огромное разнообразие и по волновому сопротивлению, и по диаметру и пр.? Скорее потому, что сложился некий стандарт в этом вопросе.
Второе, сложнее с технологической точки зрения: распайка разъемов (какой тип разъемов выбрать?), выполнение соединений в металлических корпусах РС ПЭП и пр. Третье, это знание из др. несколько области и тут важна схемотехника печатных плат прибора, особенно, разделение "земель" на них.
Существующие кабели - коаксиальные (не балансные) используют оплетку как проводник сигнала. В случае подачи к датчику электроимпульса для формирования ЗИ, на оплетке - "земле" генератора, а соответственно, прибора формируется значительного уровня помеха, что при определенных условиях (например КЗ выхода, согласующая индуктивность 3-5 мкГн) приводит к сбоям измерительной части. В случае приема от датчика сигнала малой амплитуды, после приема эхо-сигнала, коаксиальный кабель не защищает от наводки в полной мере этот сигнал, а оплетка может работать как антенна.
В РС ПЭП коаксиальные кабели от ГЗИ и ПТ зачастую объединены как в корпусе датчика, так и на входе прибора! Это грубая схемотехническая ошибка. Все это причины искажения сигналов, помех, недостоверности измерений, ложных выводов.
Отдельно этим приходилось заниматься для уменьшения помех (внутренних и внешних), улучшения формы переданных и принятых сигналов для собственных толщиномеров.
Извините за "многобукав"
 

TRam_

Профессионал
Регистрация
07.07.2015
Сообщения
789
Реакции
126
Где подключение акуст. систем или наушников
Там звук, а не ультразвук. Т.е. частоты в основном 1 - 15 кГц, а здесь у нас 2-5-10 МГц, потому и нужны ВЧ-кабели и ВЧ-разъёмы. А на витой паре высокочастотный сигнал быстрее затухает, нежели в коаксиальном кабеле.
 

sesshu_50

Бывалый
Регистрация
30.01.2015
Сообщения
173
Реакции
72
Адрес
Москва
Веб-сайт
www.ultratech.su
Ошибка!
1. В обоих случаях речь идет об электрических сигналах. О ВЧ диапазоне нижней части.
2. Витая пара потому и витая, чтобы гасить синфазные помехи от различных внешних источников.
3. Витая пара "работает" в диапазоне до 125 МГц при передаче гигабитных сигналов в вычислительных сетях. Почитайте теорию)))
4. "Свитие" двух проводников в балансных кабелях для того и нужно, чтобы уйти от синфазных помех!
5. У известных производителей таких кабелей пруд-пруди. Тот же Belden. Даташиты в инете есть.
 
Последнее редактирование:

Антошка

Мастер дефектоскопии
Регистрация
26.01.2015
Сообщения
1,461
Реакции
339
Возраст
40
Совершенно верно! Именно, как в акустической аппаратуре HI-END класса!
Где подключение акуст. систем или наушников, так и источников сигнала к входам усилителей, осуществляется с помощью балансных, вопреки не балансным кабелям (коаксиальным). Вот об этом почитайте. И еще подключение различных высокочувствительных прецизионных датчиков к дифференциальным входам измерительных усилителей. Источников, где все это описано, включая схемы, выкладки, в открытом доступе очень много.
Почему не используют подключение датчиков с помощью балансных кабелей (два проводника свитых в одной оплетке), хотя их огромное разнообразие и по волновому сопротивлению, и по диаметру и пр.? Скорее потому, что сложился некий стандарт в этом вопросе.
Второе, сложнее с технологической точки зрения: распайка разъемов (какой тип разъемов выбрать?), выполнение соединений в металлических корпусах РС ПЭП и пр. Третье, это знание из др. несколько области и тут важна схемотехника печатных плат прибора, особенно, разделение "земель" на них.
Существующие кабели - коаксиальные (не балансные) используют оплетку как проводник сигнала. В случае подачи к датчику электроимпульса для формирования ЗИ, на оплетке - "земле" генератора, а соответственно, прибора формируется значительного уровня помеха, что при определенных условиях (например КЗ выхода, согласующая индуктивность 3-5 мкГн) приводит к сбоям измерительной части. В случае приема от датчика сигнала малой амплитуды, после приема эхо-сигнала, коаксиальный кабель не защищает от наводки в полной мере этот сигнал, а оплетка может работать как антенна.
В РС ПЭП коаксиальные кабели от ГЗИ и ПТ зачастую объединены как в корпусе датчика, так и на входе прибора! Это грубая схемотехническая ошибка. Все это причины искажения сигналов, помех, недостоверности измерений, ложных выводов.
Отдельно этим приходилось заниматься для уменьшения помех (внутренних и внешних), улучшения формы переданных и принятых сигналов для собственных толщиномеров.
Извините за "многобукав"

Можно еще больше "букав".

А можно поинтересоваться, с какими именно помехами вы сталкивались? Каковы их причины.
 

sesshu_50

Бывалый
Регистрация
30.01.2015
Сообщения
173
Реакции
72
Адрес
Москва
Веб-сайт
www.ultratech.su
Причины: внешние и внутренние.
Внешние: электростатические разряды (ЭСР), электромагнитные микро- и наносекундные- импульсные помехи (ЭМП), постоянные ЭМ "наводки".
Внутренние: мощные коммутирующие элементы, генерирующие ЭМП в "чувствительных" цепях устройства.
Источники причин:
- внешние: промышленные, природные, человек (human body model), его одежда и пр.;
- внутренние: в нашем случае генератор зондирующих импульсов (ГЗИ), импульсные источники питания устройства.
Цели "борьбы" с помехами. Повышение надежности работы и устойчивости всей системы (дефектоскоп, толщиномер др.) за счет снижения влияния указанных помех на систему в целом (комплексные меры), второе, повышение устойчивости работы отдельных элементов, входящих в эту систему.
ГОСТ 51317.х.х-99 и не только.
Соединительные кабели можно включить в когорту отдельных элементов системы.
П. С. Справочник от Й. и Г. Крауткремер - это настольная книга. Согласование датчиков описано в тонкостях. Любой соединительный кабель в этом играет свою важную роль! Не буду грузить понятиями КСВН (кабеля и разъемов), комплексным затуханием, волновым и переходным сопротивлением, длиной кабеля кратной целой длине волны в кабеле и др. . Чем-то можно пренебречь, что-то может "вдруг" играть важную роль.
Спасибо за внимание
 
Последнее редактирование:

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,548
Чем-то можно пренебречь, что-то может "вдруг" играть важную роль.
:drinks:
Внутренние: мощные коммутирующие элементы, генерирующие ЭМП в "чувствительных" цепях устройства.
И неоптимальная разводка GND, и про это Вы тоже не забыли.
В РС ПЭП коаксиальные кабели от ГЗИ и ПТ зачастую объединены как в корпусе датчика, так и на входе прибора! Это грубая схемотехническая ошибка.
:drinks:
И даже правильное закрепление разъёмов на корпусе прибора - их надежное заземление или наоборот, изоляция от корпуса, если того требует схемотехника. Был у меня один ISONIC 2010

SNR- пожалуй, первый в ряду параметров, определяющих качество и класс аппаратуры.

sesshu_50, спасибо, все достаточно популярно изложили.
Очень правильно, что описали разницу в случае РС и С ПЭПов с позиции кабеля и помех. И, опять-таки Вы правы
Почему не используют подключение датчиков с помощью балансных кабелей (два проводника свитых в одной оплетке), хотя их огромное разнообразие и по волновому сопротивлению, и по диаметру и пр.? Скорее потому, что сложился некий стандарт в этом вопросе.
Видимо чтобы переход на витую пару дал ощутимый результат, понадобятся комплексные меры, в т.ч. и приборы затрагивающие. А пока коаксиал. И хорошо если качественный попадется - не по электрическим параметрам, а по эксплуатационным качествам. Да, кабель в УЗК - расходник, но когда у него изоляция дубеет через месяц, будь он хоть супер хай энд по помехам, я предпочту пусть средненький, но живучий.
Отдельно этим приходилось заниматься для уменьшения помех (внутренних и внешних), улучшения формы переданных и принятых сигналов для собственных толщиномеров.
Да, в толщиномерах, особенно для измерения малых толщин, эти вопросы очень серьезные. А для рядовых дефектоскопических задач помеховая ситуация вполне устраивает и с обычными кабелями. ИМХО если видны структурные шумы от материала объекта контроля, значит SNR тракта уже нормальное для проведения контроля, т.е. задирать чувствительность не позволит объект, а не аппаратура
 

ЛюкА

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
25.12.2016
Сообщения
2,454
Реакции
484
Соединительные кабели можно включить в когорту отдельных элементов системы

По идее ничто не мешает спаять кабель на базе обычной витой пвры. Кстати, имеет ли смысл запараллеливать "лишние" жилы? Разъемы lemo 00 взять от б/у кабеля или у китайцев заказать. Можно даже оригинальные lemo купить не у китайцев. Но там ценник совсем негуманный.
Вопрос - что это даст? В условиях реального контроля?
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,548
Разъемы lemo 00 взять от б/у кабеля
Только износ проверьте. С изношенного Лемо можно ПЭП стряхнуть и не найти, а также контакт с общим проводом в гнезде у него хуже, отсюда помехи могут быть. Когда мне надо бы закончить контроль, а запасного кабеля не было, я плоскогубцами чуть сплющивал изношенный Лемо, он еще послужил. И контакт стабилизировал и ПЭП плотнее на кабеле держался.

По идее ничто не мешает спаять кабель на базе обычной витой пвры.
осуществляется с помощью балансных, вопреки не балансным кабелям (коаксиальным)
В лампово-аналоговую эпоху были популярны микрофонные кабели. Сверху у него экран, а внутри - витая пара. Экран подсоединяется к GND только с одной стороны
кабель на базе обычной витой пвры
Обычные витые пары часто изготавливают из проводов с одинарной жилой, как кабель не пойдет, переламывается быстро. Обычно под обжимку, не паяют.
 

sesshu_50

Бывалый
Регистрация
30.01.2015
Сообщения
173
Реакции
72
Адрес
Москва
Веб-сайт
www.ultratech.su
И даже правильное закрепление разъёмов на корпусе прибора - их надежное заземление или наоборот, изоляция от корпуса, если того требует схемотехника. Был у меня один ISONIC 2010

SNR- пожалуй, первый в ряду параметров, определяющих качество и класс аппаратуры.
Вы совершенно правы, уважаемый astrut!
Изоляция металлических корпусов разъемов ГЗИ и ПТ от корпуса прибора, если он металлический, и друг от друга, т. к. у большинства используемых разъемов "земля" это корпус. Контакты корпусов разъемов ес-но раздельно соединяются с соответствующими "землями" на печатной плате электро-акустического тракта (ЭАТ). Схемотехнически правильно проектировать ПП ЭАТ многослойными с разнотолщинными диэлектриками между слоями. Отдельный внутренний слой - это слой "земель", не соединенных напрямую др. с др.
Это, кмк, не есть для многих секретом Полишинеля.
Поэтому я поделюсь одной нашей наработкой, надеюсь, полезной. Т. к. в мощных ГЗИ оплетка является одним из проводников мощного эл-го импульса возбуждения, а "земля" ПП ГЗИ имеет не нулевое сопротивление, то при КЗ, например, на разъеме генератора, на "земле" ГЗИ формируется помеха амплитуда, которой в несколько вольт, но этого бывает достаточно для срыва генерации, например, центрального процессора и зависания ПО. Можно, конечно, в ПО предусмотреть перезагрузку, но это программно. Лучше бороться с болезнью влияя на причину! А для этого всего-то надо между корпусом разъема ГЗИ и "землей" генератора впаять ферритовую "бусинку" (Murata BL01 RN1 A1 D2B см даташит), которая является EMI-фильтром! Вот мы и рассмотрели один пример улучшения SNR, повышения устойчивости системы - УЗ-прибора.
 

sesshu_50

Бывалый
Регистрация
30.01.2015
Сообщения
173
Реакции
72
Адрес
Москва
Веб-сайт
www.ultratech.su
В лампово-аналоговую эпоху были популярны микрофонные кабели. Сверху у него экран, а внутри - витая пара. Экран подсоединяется к GND только с одной стороны
Вот именно так. Необходимо не витую пару UTP для ЛВС. А кабель устройство которого Вы описали: в экране одна витая пара (симметричная линия) из двух многожильных проводников медного кабеля. С определенным перевитием на единицу длины. С соответствующим характеристическим импедансом и волновыми свойствами. Такие есть, например, от Tasker. Экран можно подсоединить к "земле" ПП приемного тракта. Корпус ПЭП, если он металлический, тоже подсоединяем к экрану (продолжение экрана), при этом к корпусу никаких других контактов в ПЭП не подсоединяем (ну может в РС ПЭП разделяющую пластины фольгу). Как видно экран в данном случае "экранирует", а не является проводником, как при использовании коаксиального кабеля. Два проводника кабеля соответственно идут к приемной пластине. Нижний контакт пластины - земляной. Значит этот проводник на стороне ПП ПТ соединяем с "землей".
Результат - увеличение соотношения сигнал-шум минимум на 5-7 дБ, особенно при использовании в качестве входного каскада - дифференциальный или усилитель тока.
 

astrut

Дефектоскопист всея Руси
Регистрация
24.10.2013
Сообщения
7,794
Реакции
2,548
Результат - увеличение соотношения сигнал-шум минимум на 5-7 дБ, особенно при использовании в качестве входного каскада - дифференциальный или усилитель тока.
То, о чем мы с самого начала толковали. Борьба с помехами- вопрос комплексный. С одной стороны, кабель - самостоятельное изделие, а с другой - часть системы. И система под этот кабель должна быть заточена. Одно дело - колдовать над своим детищем, выдавливая из него всё или абсолютно всё. Другое - пытаться, не вскрывая (гарантия), что-то улучшить в "чужом" приборе простой заменой кабеля
 

sesshu_50

Бывалый
Регистрация
30.01.2015
Сообщения
173
Реакции
72
Адрес
Москва
Веб-сайт
www.ultratech.su
То, о чем мы с самого начала толковали. Борьба с помехами- вопрос комплексный. С одной стороны, кабель - самостоятельное изделие, а с другой - часть системы. И система под этот кабель должна быть заточена. Одно дело - колдовать над своим детищем, выдавливая из него всё или абсолютно всё. Другое - пытаться, не вскрывая (гарантия), что-то улучшить в "чужом" приборе простой заменой кабеля
Кабели для датчиков в УЗК пожалуй единственная часть системы не претерпевшая принципиальных изменений в собственном устройстве. Всюду коаксиальный кабель, как компромисс. Свойства используемых при изготовлении кабелей материалов, устойчивость к внешним условиям и среде и пр. постоянно совершенствуются. Пора и в устройство кабелей внести заметные изменения. Причем, не только теоретические, а получить полноценную универсальную замену! Наверное, такая мысль не только мне пришла в голову.
 
Сверху