Tema: Parámetros del Cableado Coaxial

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1 Tema: Parámetros del Cableado Coaxial Contenidos Impedancia característica. Velocidad de propagación. Onda reflejada. Línea de transmisión terminada con cargas. Objetivos Específicos Fundamentos de Cableado Voz y Datos. Guía 4 1 Que el estudiante observe el efecto resultante al enviar un pulso en un cable coaxial terminado en circuito abierto, corto circuito y diferentes valores de carga. Que el estudiante obtenga de manera experimental la velocidad de propagación, impedancia característica y graficas en el dominio del tiempo de la señal reflejada en los cables coaxiales y UTP. Materiales y Equipo Cable coaxial RG 6 largo. Cable coaxial RG 58 largo. Cable coaxial UTP largo. Cable coaxial corto. Terminales coaxiales BNC T. Cargas de 50, 75 y 100 Ω. Osciloscopio digital. Introducción Facultad: Ingeniería Escuela: Electrónica Asignatura: Fundamentos de Cableado Voz y Datos Un reflectómetro de dominio del tiempo (TDR) emite un pulso muy corto en el tiempo. Si el conductor es de una impedancia uniforme y está apropiadamente terminado, el pulso transmitido se absorberá en la terminación final y no se reflejará ninguna señal de vuelta hacia el TDR. En cambio, si existen discontinuidades de impedancia, cada discontinuidad creará un eco que se reflejará hacia el TDR (de ahí su nombre). Los aumentos en la impedancia crean un eco que refuerza el pulso original, mientras que las disminuciones en la impedancia crean un eco que se opone al pulso original. El resultado del pulso medido en la salida/entrada al TDR se representa o muestra como una función del tiempo y, dado que la velocidad de la propagación de la señal es relativamente constante para una impedancia dada, puede ser leído como una función de la longitud de cable. Esto es semejante en su funcionamiento al del radar. A causa de esta sensibilidad a las variaciones en la impedancia, un TDR puede utilizarse

2 2 Fundamentos de Cableado de Voz y Datos. Guía 4 para verificar las características de impedancia, las ubicaciones de empalmes y conectores, y las pérdidas asociadas en un cable, estimando tanto la longitud del mismo, como cada discontinuidad del cable que será detectada como una señal en forma de eco. En esta práctica, usted podrá observar el principio de funcionamiento del medidor TDR, utilizando un osciloscopio digital y un generador de pulsos. Procedimiento Figura 1. Principio de funcionamiento del medidor TDR. 1. Ubique la salida del generador de funciones en el osciloscopio y conecte un cable coaxial corto desde el generador de funciones hacia el canal 1, utilice en este extremo un conector BNC tipo T, tal como se muestra en la siguiente figura: Figura 2. Conexión entre generador de funciones y canal 1 del osciloscopio. 2. Active el generador de funciones presionando el botón Gen Wave. En pantalla se muestran las opciones del GF, con los botones correspondientes escoja una señal de pulso con los siguientes parámetros: Ancho de pulso: 20ns Frecuencia: 1KHz Amplitud: 500 mvpp Compensación: 250mV

3 Fundamentos de Cableado Voz y Datos. Guía Varíe los controles del osciloscopio (Trigger, Pos X, Time/div y Volt/div), para colocar el pulso en la parte izquierda de la pantalla figura 3. Figura 3. Parámetros y posición del pulso en la pantalla del osciloscopio. 4. Coloque una carga de 50Ω en el extremo abierto del conector BNC T, luego mida y anote el nivel de voltaje del pulso. Repita las mediciones colocando las cargas de 75Ω y 100Ω, anote los datos en la siguiente tabla. Amplitud del Carga pulso inicial [Volt] 50Ω 75Ω 100Ω Tabla 1. Amplitud del pulso en diferentes cargas. 5. Remueva la carga y conecte en su lugar el cable coaxial etiquetado como C1 terminado en circuito abierto. 6. Como podrá observar en el osciloscopio, aparece un nuevo pulso en la parte derecha de la pantalla, este pulso es la señal reflejada debido a la línea terminada en circuito abierto (tome una captura de la pantalla). Realice las mediciones indicadas y complete la siguiente tabla.

4 4 Fundamentos de Cableado de Voz y Datos. Guía 4 Amplitud del pulso inicial : Amplitud del pulso reflejado : Tiempo entre la separación de los pulsos: Tabla 2. Mediciones a los pulsos inicial y reflejado, debido a la línea terminada en circuito abierto. 7. La amplitud del pulso inicial (izquierda de la pantalla) presenta una disminución, esto acurre por la impedancia característica del cable coaxial C1, compare la amplitud del pulso inicial con los valores de la tabla 1 e indique cual es la impedancia característica de C1 según la tabla. Z 0 = 8. Con los datos de tiempo de separación de los pulsos y la longitud de cable C1, obtenga la velocidad de propagación y el factor de velocidad. v p = 2l t VF = v p c v p = VF = 9. Al estar la salida del cable en circuito abierto, el coeficiente de reflexión es 1. La atenuación se produce porque el cable no es un cable sin perdidas, sino que tiene una resistencia (Ω/m) distinta a cero. Obtenga la atenuación de voltaje provocada por el cable C1 debido a su longitud (2*L). V = V reflejada V inicial V = 10. Al final de C1 coloque una carga de 50Ω (tome una captura de pantalla), mida las amplitudes de los pulsos inicial y reflejada. Luego calcule el factor de reflexión en base a las amplitudes. Amplitud del pulso inicial : Amplitud del pulso reflejado : Γ = V reflejada V incidente V incidente = V 2 V inicial Γ =

5 Fundamentos de Cableado Voz y Datos. Guía Compruebe su respuesta anterior calculando el factor de reflexión en base a Z 0 y Z L. 12. Sustituya la carga de 50Ω por diferentes cargas tabla 3, calcule el coeficiente de reflexión de cada caso con respecto a las amplitudes. Coeficiente Carga Z L de reflexión Γ 50Ω 75Ω 100Ω Corto 0Ω 25Ω Tabla 3. Factor de reflexión Γ a distintas cargas. 13. Repita el procedimiento (desde punto 5) con los cables coaxial C2 y UTP C Mediante un adaptador, realice la unión entre los cables C1 y C2 con terminación de circuito abierto. Tome una captura de pantalla y explique el significado de ella. Investigación Investigue las características técnicas de los cables coaxiales vistos en la práctica. Calcule para cada cable los parámetros distribuidos o unitarios R (Ω/m), L (H/m) y C (F/m) a partir de los datos obtenidos en la práctica. Presente las gráficas, tablas y cálculos realizados en la práctica.

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