L1: impédance charactéristique

Communication Numérique
Laboratoires
P. Bakowski
[email protected]
P. Bakowski
1
DigiCom Labs
Il y a 5 laboratoires liés à la communication numérique
1. Etude des paramètres de câbles métalliques, y compris: de l'impédance
caractéristique, l'atténuation et de débit de base de données
2. Étude d'un système de transmission numérique avec détection d'erreur et de
correction
3. Étude des codes en ligne avec la bande de base (partie 1) et modulation
analogique (partie 2)
4. Etude d'un système de modulation QPSK et de communication basée sur le
modèle SIMULINK
5. Étude du code CRC et du système de communication basé sur le modèle
SIMULINK
P. Bakowski
2
L1: câbles - coax & paire torsadée
Dans ce premier laboratoire DigiCom nous allons
étudier et analyser deux types de câbles: le câble
coaxial et le câble à paire torsadée.
Impédance caractéristique - Z0
Atténuation - Un
Débit de base de données - D
P. Bakowski
3
L1: impédance charactéristique
L'impédance caractéristique, généralement écrite Z0, est
le rapport des amplitudes de la tension et du courant qui
se propagent le long de la ligne en absence de réflexions.
L'impédance caractéristique d'une ligne de transmission
sans perte est purement réelle; il n'y a pas de composante
imaginaire: Z0 = | Z0 | + j0 (ohms).
Une ligne de transmission de longueur finie (sans perte ou
avec perte) complétée à l'extrémité par une résistance
égale à l'impédance caractéristique apparaît à la source
comme une ligne de transmission infiniment longue.
P. Bakowski
4
L1: impédance charactéristique

R j  L
Z 0=
G j C
R est une la résistance par unité de longueur, L est l'inductance par
unité de longueur, G est conductance par unité de longueur, C est la
capacité par unité de longueur, j est l'unité imaginaire, et ω est la
fréquence angulaire
Pour une ligne sans pertes (R=0, G=0) nous
obtenons:

L
Z 0=
C
P. Bakowski
5
L1: impédance charactéristique
Une ligne de transmission de longueur finie (sans perte ou
avec perte) qui est fermée à une extrémité avec une
résistance égale à l'impédance caractéristique apparaît à la
source comme une ligne de transmission infiniment
longue.
P. Bakowski
6
L1: impédance charactéristique
0,6 µs
câble coax de 8m avec
l'extrémité ouverte
câble coax de 8m avec
l'extrémité fermée - polarité
est réversée
un câble coax très long avec
l'extrémité fermée
P. Bakowski
0,5 µs
7
L1: impédance charactéristique
Après ces premiers mésures essayons de trouver
l'impédance de charge ZL qui minimise l'amplitude
de l'impulsion réfléchie.
Réduisez l'amplitude à
zéro !
P. Bakowski
8
L1: impédance charactéristique
Prenonez un long câble coaxial et, connaissant la
vitesse de phase (pour câble coaxial V0=2,52*108 m/s),
mésurez sa longueur.
temps de propagation
Remarque: prenez ZL infinie ou zéro
P. Bakowski
9
L1: atténuation
L'atténuation est la diminution de la grandeur du signal
mesuré traversant n'importe quel support de transmission,
tel que fil métallique où fibre de verre.
L'atténuation est mesurée comme un logarithme du rapport
de puissance du signal entre l'entrée et la sortie du
système.
Elle est exprimée en dB.
P. Bakowski
10
L1: atténuation
Le facteur d'atténuation d'une simple paire
torsadée peut être mesuré par la formule
suivante:
V 0
1
  f = ∗20∗log 10
L
V  L
où: V(0) – tension créée par le générateur, V(L) –
tension à la fin du câble adapté.
1. Effectuez des mésures pour un signal sinusoidal à:
10, 20,40,60,100,200,300,500,700, 1000, 1200,1500 et
3000 kHz.
P. Bakowski
11
L1: atténuation
2. Comparez les résultats en s'appuyant sur la
formule suivante (pour le câble UTP3 standard):
G p  f , l =0.02∗  f 0.01∗ f ∗l
3. Appliquez f=100 kHz et comparez l'atténuation pour
3 segments de longueur différent
4. A partir des résultats obtenus calculez l'atténuation
pour un segment de longueur 1800 m.
P. Bakowski
12
L1: débit binaire de base
Evaluez le débit binaire de base pour un câble adapté
fonctionnant en mode impulsionnel.
Les paires des impulsions numériques de longueur (θ)
sont envoyés par le générateur avec un délai controllé
(τ) entre les impulsions.
θ
A
τ
entrée
P. Bakowski
sortie
A/2
k*θ
temps
k>1
13
L1: débit binaire de base
Pour chaque durée du signal (θ), déterminez le délai
minimal (τ) entre les impulsions sur le point où la pente
descendante tombe à 50% de l'amplitude maximale du
signal de sortie.
θ
A
τ
A/2
k*θ
P. Bakowski
temps
k>1
14
L1: débit binaire de base
θ
τmin
τ=2∗θ
τ
τd
D bits/s= 1/τd
θ
P. Bakowski
En s'appuyant sur les
mésures effectuées,
trouvez le débit binaire
maximal pour le code
BRZ ?
15