188 m Twisted-Pair Kabel – Experimente
by Dr. Stack van Hay | 14. März 2013 12:35
Ich habe gerade einen Rest TP-Kabel aus dem Keller gefischt und wiederhole mit diesem jetzt die Experimente, die ich die Tage schon mit 30m Sternvierer-Kabel (TQ) gemacht habe. Ich bin unglaublich gespannt, ob dabei etwas interessantes herauskommt.
Die Mission wird im Endeffekt sein: Kann man einen 1-Wire Temperatursensor DS18S20 über 180m TP-Kabel anschließen?
Länge, Widerstand, Kapazität, Induktivität
Daten des Kabels laut Hersteller
Hier noch ein paar Daten aus dem Datenblatt des Herstellers:[1]
Die Länge
Die Länge messe ich über Reflexion eines Rechtecksignals am Leitungsende, genau wie in meinem Artikel zur Länge von Sternvierer-Kabel beschrieben.[latexpage]
[2]
Die Auswertung ergibt aus einer Signallaufzeit von 1.520 µs (Hin- und zurück) eine Kabellänge von 188 m. Ich habe dabei einen Velocity Factor (NVP, Kabelfaktor) von 0.79 angenommen (Siehe Datenblatt).
Kapazität und Widerstand
[3]Kapazitätsmessung an dem TP-Kabel. Die beiden Adern sind am anderen Ende offen.
[4]Widerstandsmessung an dem TP-Kabel. Die beiden Adern sind am anderen Ende kurzgeschlossen.
Naja, was soll ich da noch sagen? Direkte Messung mit einem DMM ergibt eine Kapazität von 7.36 nF und einen Widerstand von 24.65 Ω.
Induktivität
Ich glaube, die Induktivität ist einfach zu gering, um sie ernsthaft über die Phasenlage der Impedanz zu bestimmen. Vielleicht mache ich noch einen Versuch über Strompulse.
Wie auch immer: Hier der Versuch einer Messung über die Phasenlage:
$\text{R}_{\text{ref}}=15 \ \Omega$, $\text{f}=80 \ \text{kHz}$, $\theta=-7.94\ ^\circ$, $\text{U}_{\text{1}}=7.12\ \text{V}$, $\text{U}_{\text{2}}=6.28 \ \text{V}$
Die Auswertung nehme ich wieder genau wie in dem Artikel über die Leitungsbeläge des Sternvierer-Kabels vor. Aus der Messung ergibt sich eine Impedanz bei 80 kHz von Z = 75 Ω was gar nicht so sehr schlecht ist, die nominale Impedanz von TP Kabel sind 100 Ω, aber natürlich nicht bei einer so niedrigen Frequenz. Für den Widerstand (ESR, equivalent series resistance) ergibt die Auswertung einen Wert von ESR = 46.5 Ω (es ist normal, dass der mit Wechselstrom gemessene ESR nicht den gleichen Wert hat, wie der mit Gleichstrom gemessene ohmsche Widerstand).
Für die Induktivität ergibt sich dann schließlich ein Wert von L = 0.89 mH.
Zusammenfassung und Vergleich mit TQ-Kabel
| TP Cat 7 Kabel | TQ Sternvierer | |
|---|---|---|
| Länge | 183.5 m | 33.8 m |
| Widerstand | 67.2 mΩ/m | 59.2 mΩ/m |
| Kapazität | 40.1 pF/m | 116 pF/m |
| Induktivität | 4.7 µH/m | 30 µH/m |
Anmerkung: Beim Vergleich der ohmschen Widerstände spielt natürlich die Verdrillung eine Rolle! Bei beiden Kabelarten ist die tatsächliche Länge der Adern größer als die Länge des Kabels.
- Datenblatt des Herstellers:: http://communications.draka.com/sites/eu/Downloads/Datacom/Brochures/Office%20cables/UC-Datenkabel.pdf
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