ความยาวสายเคเบิลสูงสุดสำหรับสัญญาณ 3.3V UART

ฉันต้องการหลีกเลี่ยงการใช้ตัวแปลง RS-232 ระหว่างไมโครคอนโทรลเลอร์สองตัวบนกระดานสองบอร์ดที่แตกต่างกัน ด้วยเหตุผลหลายประการสนับสนุนเฉพาะ UART เช่นไม่มี SPI หรือ I2C และฉันจะใช้สายเคเบิล CAT5E กับแจ็ค RJ45 ระหว่างบอร์ด อัตราการส่งข้อมูลจะเป็น 115200bps ซึ่งอาจสูงถึง 921600bps กราวด์เชื่อมต่อพร้อมกับสัญญาณ UART

ในขณะที่ฉันกำลังทำงานตามความยาวที่ฉันต้องการสำหรับการศึกษาของฉันเองมีวิธีการประเมินความยาวของสายเคเบิลสูงสุดที่จะเชื่อถือได้หรือไม่?

uart cables

— QuestionMan
แหล่งที่มา

lammertbies.nl/comm/info/RS-232_specs.htmlนี้อาจเป็นประโยชน์ "หากใช้สายเคเบิล UTP CAT-5 กับความจุปกติที่ 17 pF / ft ความยาวสายเคเบิลสูงสุดที่อนุญาตคือ 147 ฟุต"

— เคนนี

Real RS232 มีแรงดันไฟฟ้าสวิงมากกว่า 10 โวลต์ระหว่างสถานะมาร์คและพื้นที่ และ 147 ฟุตนั้นใช้สำหรับการรับส่งสัญญาณเพียง 19200 เท่านั้น OP กำลังพูดถึง 3V3 UART และ 115200 ถึง 921600 baud: มันจะใช้งานได้กับสายเคเบิลที่ค่อนข้างสั้นเท่านั้น

— Turbo J

ฉันขอแนะนำผู้ Tranceivers RS422 ได้ไหม พวกเขาจะพอดีกับสายคู่บิด CAT5E ดีกว่ามาก

— Turbo J

ไม่ใช่ตัวเลือกน่าเสียดาย

— QuestionMan

ฉันมีคำถาม: ทำไมคนเทรนด์ 422 ถึงไม่เลือก

— DiBosco

คำตอบ:

ไม่มีคำตอบที่ปลอดภัยเดียว มีหลายอย่างที่เกี่ยวกับความยาวของสายเคเบิลเสียงไฟฟ้ารอบข้างและความเร็วที่คุณต้องการ อีเธอร์เน็ตใช้สาย Cat5 ไปส่งที่ 10 Mbit / s เพื่อความหลากหลายที่ช้าที่สุดดังนั้น 1 Mbit / s เป็น doable ได้อย่างง่ายดายถ้าคุณใช้ความระมัดระวังที่เหมาะสม โปรดทราบว่าด้วยสัญญาณอีเธอร์เน็ตแต่ละสัญญาณจะได้รับคู่บิดของตัวเองและแต่ละคู่จะถูกยกเลิกอย่างระมัดระวังด้วยความต้านทานลักษณะของสายเคเบิลที่ปลายแต่ละด้าน แต่ละคู่ได้รับแรงผลักดันที่แตกต่างและตีความแตกต่างกันและได้รับการออกแบบมาเพื่อไม่ให้เกิดลูปกราวด์

หากคุณทำสิ่งเหล่านี้คุณสามารถส่งข้อมูล 1 Mbit / s บนสายเคเบิล CAT5 สำหรับระยะทางไกลเช่น 1,000 เมตร เมื่อคุณทำสิ่งเหล่านี้น้อยลงระยะทางที่ใช้งานได้จะลดลง ตัวอย่างเช่นถ้าเป็นบอร์ดต่อบอร์ดในแชสซีเดียวกันคุณอาจไม่จำเป็นต้องทำอะไรเป็นพิเศษ หากคุณออกไปข้างนอกยูนิตไดรเวอร์สายต่าง ๆ และตัวรับสัญญาณอาจมีประโยชน์

ลองบางสิ่งในการตั้งค่าของคุณและดูสัญญาณที่จุดรับเพื่อรับแนวคิดเกี่ยวกับระยะห่างของสัญญาณรบกวนปรับตามความจำเป็น อาจใช้โปรโตคอลที่สามารถตรวจจับและกู้คืนจากข้อผิดพลาดและติดตามความถี่ที่เกิดขึ้น มีหลายวิธีที่จะแสดงรายการที่นี่โดยไม่มีข้อมูลเพิ่มเติม

— แลงทรอพ
แหล่งที่มา

เพียงเพราะคุณได้รับ 145m จากอีเธอร์เน็ตไม่ได้หมายความว่าคุณจะได้รับสัญญาณ 3.3V TTL แบบเดียวกันกับสายเคเบิลเพียงเพราะคุณใช้อัตราบิตต่ำกว่าดูคำอธิบายในคำตอบของฉัน

— Jason Morgan

@ Jason: โปรดทราบว่าฉันไม่ได้บอกว่าคุณจะ ฉันบอกว่าคุณอาจได้รับระยะทางไกลด้วยข้อควรระวังที่เหมาะสมเช่นตัวขับสายและตัวรับสัญญาณที่แตกต่างกันและสิ้นสุดลง

— Olin Lathrop

@Olion: จากการโพสต์ของคุณดูเหมือนว่าจะเป็นเรื่องเกี่ยวกับคุณสมบัติของสายเคเบิลมากกว่าที่จะเป็นเพราะเหตุใด 3.3V TTL จะไม่เดินทางไปไกล สำหรับฉันมันอ่านเป็นคำแนะนำในการซื้อสายเคเบิลที่ดีซึ่งเราทั้งคู่รู้ว่าผิด

— Jason Morgan

อีเธอร์เน็ตใช้การส่งสัญญาณที่แตกต่างกันสัญญาณ TTL สิ้นสุดลงเพียงครั้งเดียว

อีเธอร์เน็ตใช้การเน้นก่อน TTL ไม่

อีเธอร์เน็ตเป็นโหมดปัจจุบัน TTL เป็นโหมดแรงดันไฟฟ้า

อีเธอร์เน็ตใช้ tachnique การปรับที่ลดจำนวนของขอบ TTL ของคุณอาจไม่ (ASYNC มาตรฐานไม่แน่นอน)

ไดรเวอร์อีเธอร์เน็ตและตัวรับสัญญาณมีการจับคู่ความต้านทานกับสายเคเบิลเว้นแต่จะได้รับการออกแบบอย่างระมัดระวัง TTL จะไม่เป็น (และถ้าเป็นเช่นนั้นก็จะไม่ใช่ TTL!)

อีเธอร์เน็ตใช้สัญญาณแบบ Symetrical (โดยการใช้การเล่นการพนัน) เพื่อสร้างความหนาแน่นที่สม่ำเสมอ ASYNC อนุกรมมีอคติในตัวซึ่งชาร์จสายเคเบิลและจะต้องเอาชนะเพื่อให้ได้สัญญาณออกไปอีกด้านหนึ่ง

ด้วยเหตุผลเหล่านี้เพียงเพราะคุณได้รับ 145m จากอีเธอร์เน็ตที่ 1Gbps ไม่ได้หมายความว่าคุณจะได้รับเหมือนกัน (หรือน้อยกว่า 1,000 เท่า) จากสัญญาณ 3.3V TTL ลงบนสายเคเบิลเดียวกัน

ฉันขอแนะนำให้ใช้ไดรเวอร์การส่งสัญญาณที่แตกต่างเช่น RS422 นั่นคือสิ่งที่มันถูกออกแบบมา อันที่จริง RS422 ถึงแม้ว่าการทำงานที่แรงดันไฟฟ้าต่ำจะดีกว่าสำหรับการวิ่งระยะยาวเนื่องจากการส่งสัญญาณที่แตกต่างกัน (RS232 นั้นจบลงเพียงครั้งเดียว)
นอกจากนี้ไดรเวอร์และตัวรับสัญญาณยังทำสิ่งที่ชาญฉลาดเพื่อปรับปรุงคุณภาพของขอบเช่น

— เจสันมอร์แกน
แหล่งที่มา

OP ได้ระบุไว้ 3 ชั่วโมงก่อนคำตอบของคุณว่าตัวรับส่งสัญญาณ RS422 ไม่ใช่ตัวเลือก

— tcrosley

ใช่ฉันอ่านได้ ฉันยังคงสามารถแนะนำวิธีแก้ปัญหาที่ถูกต้องได้ เพียงเพราะโปสเตอร์ไม่ชอบฟังความจริงก็ไม่ได้หมายความว่าไม่ควรบอก

— Jason Morgan

ทำไมคุณถึงเรียกมันว่า TTL ตลอดเวลา? Title บอกว่า 3.3V ดังนั้นมันจึงไม่ใช่ TTL แน่นอน ไดรฟ์ TTL มีความสามารถในการรับ / ส่งสัญญาณที่ไม่สมดุลมากในขณะที่ HCMOS นั้นมีความสมมาตร สามารถสร้างโลกที่แตกต่างในการขับสายเคเบิล

— stevenvh

"การเน้นล่วงหน้า" คืออะไร

— m.Alin

Preemphasis เป็นเทคนิคที่ความแรงของไดรฟ์ (เช่นความต้านทานเอาต์พุต) ถูกมอดูเลตระหว่างพัลส์ที่ส่ง มันใช้เพื่อชดเชยลักษณะ capacitive และอุปนัยของสายเคเบิลและแม่เหล็กในความพยายามที่จะนำเสนอขอบคุณภาพที่ดีขึ้นเพื่อรับ

— เจสันมอร์แกน