Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева

Нижегородский Государственный Технический Университет им. Р.Е. Алексеева
Кафедра «Вычислительные Системы и Технологии»
Отчёт по лабораторной работе №1
по дисциплине «Сети ЭВМ»
«Изучение процессов в линии связи»
Выполнил студент группы 10-В-1:
Скорынин С.С
г. Нижний Новгород
2013 г.
Цель работы:
изучить процессы распространения сигнала в линии передачи.
Постановка задачи:
экспериментальным путем с использованием модели определить зависимость
границы между короткой и длинной линией связи от фронта сигнала, вычислить
коэффициент отражения. Использовать толстый коаксиальный кабель.
Выполнение работы:
Модель установки:
Модель включает в себя:
1. передатчик импульсного сигнала (генератор прямоугольных импульсов);
2. модель линии связи (компонент TLine);
3. модель приёмника (любой цифровой элемент на ваш выбор).
Резистор R2 (10 кОм) играет роль терминатора. Если его сопротивление равно
волновому сопротивлению линии, отражения сигнала от него нет, и проявляется только
чистое запаздывание сигнала.
Буферный элемент в Micro-CAP служит для проверки различимости уровня
сигнала. Он ожидает на входе уровень единицы, близкий к 3 В, а пороговое напряжение
равно 1,4 В, причем нет «серой» области в его районе (напряжения выше 1,4 В элемент
считает единицей, ниже - нулем).
Резистор R1 (10 кОм) играет роль нагрузки для буферного элемента.
1. Определение связи между предельной длиной линии и длительностью фронта
сигнала.
1.1 TIMING MODEL= D0_GATE
Длительность фронта
входного сигнала (τф), нс
Предельная задержка в
линии связи (TD), нс
Предельная длина линии
связи (Lпр = TD ∙ с), м
5
1.74
0,522
10
3.7
1,11
15
5.7
1,71
20
7.7
2,31
25
9.3
2,79
30
11.5
3,45
40
15.5
4,65
50
19.6
5,85
Осциллограммы:
1) τф = 5 нс
2) τф = 10 нс
3) τф = 15 нс
4) τф = 20 нс
5) τф = 25 нс
6) τф = 30 нс
7) τф = 40 нс
8) τф = 50 нс
График зависимости Lпр от τф:
Исходя из полученного графика, можно сделать предположение, что Lпр линейно зависит
от τф , однако следует более детально изучить зависимость при малых τф
Измерение коэффициента отражения
Коэффициентом отражения kотр называется отношение амплитуды отражённого сигнала
к амплитуде сигнала на выходе передатчика (генератор импульсов).
Измерение коэффициента отражения
Аналитическое выражение
следующим образом:
k отр 
для
определения
коэффициента
отражения
выглядит
RН  
, где RН - сопротивление нагрузки, а  - волновое сопротивление линии.
RН  
В рамках выполнения данной лабораторной работы необходимо экспериментально
подтвердить правильность данного аналитического выражения (рассмотреть значения
сопротивления терминатора R2, равное, много больше, нулевое и меньше волнового
сопротивления).
Коэффициент отражения:
K практ.
RH ,Ом
U(A),В
U(B),В
50
3,3
3,3
100
3,3
4,3
0,31
0,33
250
3,3
5,35
0,63
0,65
500
3,3
6
0,81
0,81
1000
3,3
6,2
0,88
0,90
10000
3,3
6,46
0,96
0,98
100000
3,3
6,52
0,99
0,99
0
K теор
0
Теоретические результаты примерно равны практическим. Поэтому в рамках выполнения
данной лабораторной работы подтверждено экспериментально
правильность данного аналитического выражения.
Вывод:
При выполнении работы были изучены процессы распространения сигнала в линии
передачи. Определена зависимость границы между короткой и длинной линией связи от
фронта сигнала (линейная зависимость) и вычислен коэффициент отражения.