b***i
发帖数: 3043 | 1 最近有人求我分析实际的问题，希望大家把把关：
在油井使用20000ft到30000ft的电缆传输数据，电缆的参数和RG58的一样。实际使用中
，电缆固定在管道上，电缆包层和管道并联。有两种不同的系统都使用这样的电缆。一
个系统中使用1200bps的基带数字信号，另一个使用32KHz方波作载波，传递300bps的数
字信号，都是5V峰峰值。20000ft的RG58外层导体电阻大约240欧姆，而管道只有5欧姆
不到,电容0.6uF,芯层电阻82欧姆。现在先说说几个设计要求，看看大家有什么设计问
题，注意事项等：
第一个问题，使用32KHz的系统：
多个（少于10个）设备有一定间距的分布在电缆后段，几个设备间的距离少则几十厘米
，多则1000ft。可能两个设备最远可以到5000ft。每个设备可以断掉和后续设备之间的
电缆，所以电缆上的负载数目是动态的。另外，接收设备也是发射器，电缆开始处的发
射器也是接收设备。大家说说这种多负载总线系统如何匹配阻抗。如何估算信号在接收
器的幅度。如何在损耗巨大的情况下检测信号？32kHz的信号通过20000ft电缆损耗大概
在8dB+-3dB左右。使用正弦波或是方波有什么好处什么坏处（接收端幅度小？）一个版
本的设备使用567来检测信号。但是这个芯片使用RC来调检测的频率。在高温下（175度
），RC都会变化很大，结果就不准确了。更新的版本中直接使用比较器，然后用FPGA数
信号的频率，这个方案是否可行？
第二个问题，1200bps的系统：
是不是不用考虑传输线效应了呢？很多人认为不用，因为1000Hz的波长在电缆中是200
公里。但是有的理论认为，1000Hz的信号的波长是32kHz的1/8。所以20000ft就是1kHz
的波长。这个我要通过后续的实验来验证一下理论。我有5000, 10000, 20000ft的电缆
，绕的。欢迎大家提示我如何测试1kHz的波长和阻抗。
第三个问题，两个系统混用：
3000-5000ft的地方，一个设备监听32KHz信号。然后，后续到30000ft的电缆上接有多
个设备监听1200bps的数字信号。电缆开始处的发射器既要发射接收32kHz的载波，也要
发射接收1200bps的信号。这样的系统有什么问题，什么注意事项？
第四个问题，TDR
通常在电缆到了一个设备的地方就断开了，设备1米长，通过一个导线外加设备的金属
壳接到下一根电缆的芯层和包层上。这里阻抗就不匹配了。那么，TDR信号到达第一个
设备的地方，会发生发射吗？TDR能否用于发现第一个设备后面的电缆的断开或者短路
的情况？TDR能否发现第一个设备的深度？ |
i*****t
发帖数: 24265 | 2 俺早就看出你的用途了，所以推荐光纤完事，1200bps能干啥，图像都看不到 |
b***i
发帖数: 3043 | 3 如果光纤是唯一的办法，那当然只好用光纤了。关键是海底的油井无法安装光纤，太贵
了。
你不知道这些设备的用处吧？一般来说，一年之内，发出一个指令，控制阀门的移动，
就值几千万。这个指令就是几十个字节而已。通常，半年需要发出一个指令。这就是需
求。你觉得这需要光纤吗？
【在 i*****t 的大作中提到】
: 俺早就看出你的用途了，所以推荐光纤完事，1200bps能干啥，图像都看不到
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i*****t
发帖数: 24265 | 4 看来你这个不是实时水下控制，且不需要传图像，那么光纤当然不是唯一
俺觉得用1000hz还要计算么？不如直接实际验证下完事。而且指令1年才几十字节，就
算几十bps速度低点也可以接受的吧
【在 b***i 的大作中提到】
: 如果光纤是唯一的办法，那当然只好用光纤了。关键是海底的油井无法安装光纤，太贵
: 了。
: 你不知道这些设备的用处吧？一般来说，一年之内，发出一个指令，控制阀门的移动，
: 就值几千万。这个指令就是几十个字节而已。通常，半年需要发出一个指令。这就是需
: 求。你觉得这需要光纤吗？
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i*****t
发帖数: 24265 | |
b***i
发帖数: 3043 | 6 实测中1000bps还没有出现过问题。不过，32kHz有一些问题，肯定需要研究一下，比如
阻抗匹配什么的。这个系统中的32k就是你说的调制解调的载波。只不过系统中未曾用
过阻抗匹配，而且是总线多负载。
另外，我觉得理论得出奇怪的结论，就是1000Hz的信号的波速是32k的1/8，所以才引出
这么多问题。现在开始怀疑连1000Hz的系统也会有问题了。
【在 i*****t 的大作中提到】
: 看来你这个不是实时水下控制，且不需要传图像，那么光纤当然不是唯一
: 俺觉得用1000hz还要计算么？不如直接实际验证下完事。而且指令1年才几十字节，就
: 算几十bps速度低点也可以接受的吧
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f****i
发帖数: 20252 | 7 装repeator，或者换成15V RS232信号传输，或者接收端装logic shifter，或者发送端
装level shifter，或者。。。。。。
我觉得你最好先把DC analysis和AC analysis搞明白了再来折腾传输线。
【在 b***i 的大作中提到】
: 最近有人求我分析实际的问题，希望大家把把关：
: 在油井使用20000ft到30000ft的电缆传输数据，电缆的参数和RG58的一样。实际使用中
: ，电缆固定在管道上，电缆包层和管道并联。有两种不同的系统都使用这样的电缆。一
: 个系统中使用1200bps的基带数字信号，另一个使用32KHz方波作载波，传递300bps的数
: 字信号，都是5V峰峰值。20000ft的RG58外层导体电阻大约240欧姆，而管道只有5欧姆
: 不到,电容0.6uF,芯层电阻82欧姆。现在先说说几个设计要求，看看大家有什么设计问
: 题，注意事项等：
: 第一个问题，使用32KHz的系统：
: 多个（少于10个）设备有一定间距的分布在电缆后段，几个设备间的距离少则几十厘米
: ，多则1000ft。可能两个设备最远可以到5000ft。每个设备可以断掉和后续设备之间的
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b***i
发帖数: 3043 | 8 目前倒是少了一个问题，1KHz的的确波速不是32K的1/8，理论的估算错了。实测大概是
32k波速的1/3。所以20000ft的电缆是1kHz波长的1/10，正好在可以算作传输线和不适
传输线的边界上。那就不考虑吧。因为我们的信号是1200bps，所以主要的频率还不到
1kHz。
需要DC analysis?DC没有问题啊？这就是经典的传输线问题吧。我觉得各位网友不必着
急现在就提出革命性的新方案。主要是还有很多限制我都没有说，所以大家先一步一步
来，说说这个设计有什么问题。比如：32k的信号，是不是一定从包层走，是不是趋肤
效应很明显，所以在大的管道也起不到降低电阻的作用。
还有这个多负载系统是否一定需要阻抗匹配？这些设备是串联的，每个设备可以关掉通
向下一个设备的PMOS。所以，总线上的设备数是可以变的。那么，是否需要动态改变匹
配的阻抗？比如，每个设备在关掉后续设备的时候，要自身设定输入阻抗为电缆的阻抗
。而接通后续设备的时候，要断开自己的匹配的电阻？
【在 f****i 的大作中提到】
: 装repeator，或者换成15V RS232信号传输，或者接收端装logic shifter，或者发送端
: 装level shifter，或者。。。。。。
: 我觉得你最好先把DC analysis和AC analysis搞明白了再来折腾传输线。
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i*****t
发帖数: 24265 | 9 1年只有几十字节数据，还考虑个啥？用最低的速率完事。你说了1年才几十字节，那么
就几十波特也够了吧。一年中的几秒就搞定了。
搞工程必须结合实际，不需要浪费时间的就不要浪费，当然搞研究的除外，需要建立最
有利的理论条件，从而达到利用最多的资源和速率，至于工程安全预量以及是否能实现
还有造价的啥的不管。 |
b***i
发帖数: 3043 | 10 这个设备的上位机在海底，10年前安装的，新的设备必须兼容。既然说到不要浪费时间
，10年前前面版本已经做出来能用的，目前只是因为高温下所以不准备使用567这个芯
片了，所以改动最小的才是节省的方案，而不是彻底改掉。
当然你说，新的方案就是不可行，那可以改。所以，我让大家说说到底是否可行，而不
是着重在如何改成别的方案。从32k做载波，阻抗匹配，总线多负载，电缆20000ft这几
个参数，该方案是否到了非改不可的地步了。
再说，该设备电流功耗大约在20-200毫安，开动井下的阀门。噪声太大，通过电缆的巨
大电阻，结果就是巨大的噪声。所以才想到通过检测一个调制的信号可以更容易检测信
号。其实通讯频率在一定频率下最好，而不是频率越低越好。在这个超大的电缆上的负
载如何检测超低频信号？则各其实更难。本来电压就变，信号和这些低频噪声其实混在
一起了。
【在 i*****t 的大作中提到】
: 1年只有几十字节数据，还考虑个啥？用最低的速率完事。你说了1年才几十字节，那么
: 就几十波特也够了吧。一年中的几秒就搞定了。
: 搞工程必须结合实际，不需要浪费时间的就不要浪费，当然搞研究的除外，需要建立最
: 有利的理论条件，从而达到利用最多的资源和速率，至于工程安全预量以及是否能实现
: 还有造价的啥的不管。
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i*****t
发帖数: 24265 | 11 data速率低，不代表载频的频率也要被降低，建议适合的载频下减少数据率
到底是否可行，当然是根据试验和具体干扰情况，什么仿真啥的不好使
说起噪声，只要你数字信号波特降低，就可以用数字滤波解决噪声问题
既然没啥数据量和数据率要求，6公里应该没啥问题
【在 b***i 的大作中提到】
: 这个设备的上位机在海底，10年前安装的，新的设备必须兼容。既然说到不要浪费时间
: ，10年前前面版本已经做出来能用的，目前只是因为高温下所以不准备使用567这个芯
: 片了，所以改动最小的才是节省的方案，而不是彻底改掉。
: 当然你说，新的方案就是不可行，那可以改。所以，我让大家说说到底是否可行，而不
: 是着重在如何改成别的方案。从32k做载波，阻抗匹配，总线多负载，电缆20000ft这几
: 个参数，该方案是否到了非改不可的地步了。
: 再说，该设备电流功耗大约在20-200毫安，开动井下的阀门。噪声太大，通过电缆的巨
: 大电阻，结果就是巨大的噪声。所以才想到通过检测一个调制的信号可以更容易检测信
: 号。其实通讯频率在一定频率下最好，而不是频率越低越好。在这个超大的电缆上的负
: 载如何检测超低频信号？则各其实更难。本来电压就变，信号和这些低频噪声其实混在
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b***i
发帖数: 3043 | 12 总算不建议推倒重做了。我倒是不在乎推倒重做。做这个项目的人也不急。但是要有理
有据。能否说说下面几个具体问题的看法？
1. 32k载波在你看来会不会有问题？你的意思是没有问题？你估算5伏信号在20000ft电
缆另一头幅度多少？
我觉得32k本身会有问题，因为只要有32k信号，就会有反射，而300波特率每个位有100
多个周期，所以这个数据率本身不会有问题， 问题是载波带来的。电缆是在室外的，
所以近期不会进行实验。实验是在类似的电缆上作的，接上5000ft左右的电缆后，反射
波会造成幅度大幅度减少。
2. 阻抗匹配问题，信号源需要阻抗匹配吗？各负载需要吗？不用的话会有反射波。用
的话，如何用？这个是多负载的总线系统。随便匹配一下肯定不行。
3. 管道的小电阻对信号会不会有好的影响？根据理论，趋肤效应决定管道电阻不起作
用，这个你怎么看？不会真要去沙漠测量一下吧。而且我得把管道搞成平行的两条
10000ft的，不想让电感太大。
【在 i*****t 的大作中提到】
: data速率低，不代表载频的频率也要被降低，建议适合的载频下减少数据率
: 到底是否可行，当然是根据试验和具体干扰情况，什么仿真啥的不好使
: 说起噪声，只要你数字信号波特降低，就可以用数字滤波解决噪声问题
: 既然没啥数据量和数据率要求，6公里应该没啥问题
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N******2
发帖数: 436 | 13 这种问题，搞个comsol什么的模拟一下不就出来了，又不是什么特别高频特别复杂的形
状？
【在 b***i 的大作中提到】
: 最近有人求我分析实际的问题，希望大家把把关：
: 在油井使用20000ft到30000ft的电缆传输数据，电缆的参数和RG58的一样。实际使用中
: ，电缆固定在管道上，电缆包层和管道并联。有两种不同的系统都使用这样的电缆。一
: 个系统中使用1200bps的基带数字信号，另一个使用32KHz方波作载波，传递300bps的数
: 字信号，都是5V峰峰值。20000ft的RG58外层导体电阻大约240欧姆，而管道只有5欧姆
: 不到,电容0.6uF,芯层电阻82欧姆。现在先说说几个设计要求，看看大家有什么设计问
: 题，注意事项等：
: 第一个问题，使用32KHz的系统：
: 多个（少于10个）设备有一定间距的分布在电缆后段，几个设备间的距离少则几十厘米
: ，多则1000ft。可能两个设备最远可以到5000ft。每个设备可以断掉和后续设备之间的
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i*****t
发帖数: 24265 | 14 你自己的问题大家提出建议，最后你自己做主，何必反问回答的人呢?有包子除外。
100
【在 b***i 的大作中提到】
: 总算不建议推倒重做了。我倒是不在乎推倒重做。做这个项目的人也不急。但是要有理
: 有据。能否说说下面几个具体问题的看法？
: 1. 32k载波在你看来会不会有问题？你的意思是没有问题？你估算5伏信号在20000ft电
: 缆另一头幅度多少？
: 我觉得32k本身会有问题，因为只要有32k信号，就会有反射，而300波特率每个位有100
: 多个周期，所以这个数据率本身不会有问题， 问题是载波带来的。电缆是在室外的，
: 所以近期不会进行实验。实验是在类似的电缆上作的，接上5000ft左右的电缆后，反射
: 波会造成幅度大幅度减少。
: 2. 阻抗匹配问题，信号源需要阻抗匹配吗？各负载需要吗？不用的话会有反射波。用
: 的话，如何用？这个是多负载的总线系统。随便匹配一下肯定不行。
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b***i
发帖数: 3043 | 15 我一向争论有正面的作用，否则结论不一定经得起推敲。争论和回答问题不只对我有用
，对回答的人也有用，对看贴的人更有用。
包子，等我几个星期后做完实验了，会有的。但是只给提出有用的和正确思路的。时间
很多，所以现在要多讨论，争论，反复问，反复回答...
【在 i*****t 的大作中提到】
: 你自己的问题大家提出建议，最后你自己做主，何必反问回答的人呢?有包子除外。
:
: 100
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