View
5
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
หนวยท3เรองหลกการสอสารทางสาย
หลกการสอสารทางสาย
• สายสงสญญาณ
หลกการสอสารทางสาย
• สายเดยว(Single Line)• ใชสายสงสญญาณเพยงเสนเดยวตอ
ระหวางเครองสงกบเครองรบ สายอก
เสนหนงถกตอลงกราวดเพอใหครบ
วงจร สายสงสญญาณชนดนใชงาน
ไดดกบความถตาๆ
หลกการสอสารทางสาย
• สายตเกลยว (Twist Pair Line)
• ใชสายตวนาแตละเสนหมฉนวน
จานวน 2 เสนมาตเกลยวตลอดสาย
ฉนวนทใชเปนพวกโพลไวนลคอลไรด
(Polyvinychloride) หรอ
PVC สายสงสญญาณชนดใชงานไดดกบความถตา
หลกการสอสารทางสาย
• สายสองเสนคขนาน (Parallel Two-Wire Line)
• ใชสายสงสญญาณ 2 เสนวางขนานกน วางหางเทากนตลอดความยาว โดยใชฉนวนคนไวเปนระยะ ๆ หางเทากนโดยตลอดฉนวนทอยโดยรอบเปนอากาศ ทาใหเกดการสญเสยพลงงานสงขณะใชงาน จงเปลยนฉนวนมาเปนพวกทใหการสญเสยนอยกวา เชนหมดวยฉนวนโพลเอตไตรน (Polyestyrene) ไดสายชนดใหมเรยกวาสายรบบอนเสนค (Two-Wire Ribbon) นยมเรยกวาสายทวนลด(Twin Lead) สายสงสญญาณชนดทใชงานไดดทความถตา เชนเดยวกน ทความถสงจะใหการสญเสยจากการแพรกระจายคลน(Radiation Loss) สง
หลกการสอสารทางสาย
• สายโคแอกเชยล(Coaxial Line)
• เปนสายสงสญญาณทมสายตวนา 2 เสนวางซอนกนอย ตวนาตอนกลางเปนลวดตวนามฉนวนหมและหมตวนาซอนทบโดยรอบอกชนในลกษณะสายชลด (Shield Line)เปนสายสงสญญาณทนยมใชงานมากกบความถสงยาน VHF และUHF เพราะมคาการสญเสยจากการแพรกระจายคลนตา
หลกการสอสารทางสาย
• สายคมกาบง (Shield Pair Line)
• เปนสายสงสญญาณทมสายตวนา 2 เสนวางขนานกน หมดวยฉนวน และหมดวยตวนาถาเปนชลดซอนทบโดยรอบอกชน ชวยปองกนการแพรกระจายคลนแมเหลกไฟฟาออกไปภายนอก และปองกนการรบกวนของสญญาณไฟฟาจากภายนอก ใชเปนสายสงสญญาณความถสง
หลกการสอสารทางสาย
• สายแบบทอน (Strip Line)• เปนสายสงสญญาณทมสายตวนา 2
เสนวางซอนกนอยคลายกบสายโค
แอกเชยล ตวนาตอนกลางเปนลวด
ตวนามฉนวนหมและหมดวยทอ
ตวนาซอนทบโดยรอบอกชน ทาให
สนามแมเหลกไฟฟาถกกาหนด
ขอบเขตในการเคลอนทและไม
แพรกระจายออกมาภายนอก ใชงาน
ไดดกบความถสงมาก ๆ
หลกการสอสารทางสาย
• เวฟไกด (Wave Guide)• เปนสายสงสญญาณแบบทอนาคลน
ภายในทอนาคลนกลวง ผวดานใน
ของทอนาคลนถกเคลอบดวยวสด
ตวนาไฟฟาไดดเพอใหคลน
แมเหลกไฟฟาเดนทางผานไดสะดวก
ใชงานไดดกบคลนไมโครเวฟ
คณสมบตของสายสงสญญาณ
• แบบคาคงททางปฐมภม
• คณสมบตทมผลทางไฟฟา มองไมเหน แตผลทแสดงออกมาเหมอนมคาความจ(Capacitance : C) คาความตานทาน (Resistance : R) คาความเหนยวนา (Inductance : L)และคาความนา (Conductance : G) เปนคณสมบตเฉพาะของสายทปรากฏอยบนคสายทผลตขนมา โรงงานผผลตเปนผตรวจวดและบอกคาตาง ๆ มาให คาทบอกคดเทยบตอหนวยความยาว เชน Ω/m , pF/m , µH/m และ Ʊ/m
คณสมบตของสายสงสญญาณ
• แบบคาคงททางทตยภม• การกาหนดคาคงทตาง ๆ โดยใช
หลกการคานวณจากคาสวนประกอบตาง ๆ ทเปนจรง ถอไดวาเปนสงสาคญเบองตนของวชาในแขนงน คาตาง ๆ ของคาคงททางทตยภม
• อมพแดนซประจาตวของสาย(CharacterisitcImpedance) หรอZO เปนคาอมพแดนซทเกดขนในสายสงสญญาณ จะมคาเฉพาะประจาตวของสายสงแตละแบบแตละชนด มหนวยเปน Ω
• คาคงทการลดทอนตอหนวยความยาว(Attenuation Constant per Unit Length) หรอ α เปนคาการลดทอนของสญญาณทเกดบนสายสงสญญาณตอหนวยความยาว เชน dB/m เปนตน คา α น เปลยนแปลงได
คณสมบตของสายสงสญญาณ
• แบบคาคงททางทตยภม
• การกาหนดคาคงทตาง ๆ โดยใชหลกการคานวณจากคาสวนประกอบตาง ๆ ทเปนจรง ถอไดวาเปนสงสาคญเบองตนของวชาในแขนงน คาตาง ๆ ของคาคงททางทตยภม
• คาคงททางเฟส (Phase Constant) หรอ β เปนคาความแตกตางทางเฟสของแรงดนทตนทางกบปลายทาง ตรงทเฟสเกดการเปลยนแปลงไป เนองมาจากความยาวของสายสงสญญาณ มหนวยเปนเรเดยนตอเมตร (Rad/m)
• ตวประกอบของความเรว(Velocity Factor) หรอ Vƒ เปนคาความเรวของคลนแมเหลกไฟฟาทเคลอนทดวยความเรวลดลงในสายสงเมอเทยบกบการเคลอนทในอากาศ
การเดนทางของคลนสญญาณในสาย
• การสอสานทางสาย เมอสงผาน
คลนสญญาณไปตามสายจะเกด
กระแส (I) และแรงดน (V) บนสายสงสญญาณ การทางานคอกระแส
และแรงดนเกดการเคลอนทไปและ
กลบครบวงจร
การเดนทางของคลนสญญาณในสาย
• ประเภทของสายสงแบงตามลกษณะการใชงานได 2 ประเภท
• สายไมตอบสนอง (NonresonantLine) และสายตอบสนอง(Resonant Line)
• สายไมตอบสนอง หรอสายไมปรบจน(Untuned Line) เปนสายชนดทมความยาวเทากบอนนต (∞ ) คาอมพแดนซ (Z) ทก ๆ จดบนคสายเทากนตลอด มคาเทากบคาอมพแดนซประจาตวของสาย (ZO) หรอ Z I = ZO
• เมอสายยาว ∞ แตถาสายยาวไมถงอนนต (∞ ) ตองใชตวตานทานบรสทธ (R) มคาความตานเทากบZO ตอทปลายสายสง จะได Z I = ZO = ZL (Load Impedance)
การเดนทางของคลนสญญาณในสาย
• 1. โหลดดดซมพลงงานไดทงหมด
• 2. สญญาณของแรงดน (V) และ
กระแส (I) บนสายสงสญญาณ จะม
เฟสเดยวกนตลอดสายสง
• 3. ไมเกดการสญเสยพลงงานจาการแพรกระจาย เกดเพยงการสญ เสย
ความถวทยจากความตานทาน
ภายในสายสง (RF Resistance Loss)
การเดนทางของคลนสญญาณในสาย
• สายตอบสนอง หรอสายปรบจน
(Tuned Line) เปนสายชนดมความยาวเพยงเลกนอยไมถงอนนต
ถกตอดวยโหลด ZL คาตาง ๆ เชน
ตวเหนยวนา (L) ตวเกบประจ (C) หรอตวตานทาน (R) มคา
อมพแดนซไมเทากบ ZO
• 1. คาอมพแดนซ Z I ≠ ZO ≠ ZLทาใหเกดการสะทอนกลบของ
อมพแดนซจาก ZL มายง Z I ในลกษณะตาง ๆ ตามความยาวของ
สายสงสญญาณทใชงาน
• 2. เกดคลนนง (Standing Wave) ของแรงดน (V) และ
กระแส (I)บนสายสงสญญาณ เปนเพราะโหลดดดซมเกบพลงงานไวไม
หมด คลนนงแสดง
การเดนทางของคลนสญญาณในสาย
• สายตอบสนอง หรอสายปรบจน
(Tuned Line) เปนสายชนดมความยาวเพยงเลกนอยไมถงอนนต
ถกตอดวยโหลด ZL คาตาง ๆ เชน
ตวเหนยวนา (L) ตวเกบประจ (C) หรอตวตานทาน (R) มคา
อมพแดนซไมเทากบ ZO
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบจดตอจด(Point-to-Point)
• เปนการเชอมโยงแบบพนฐานทสด
โดยตอเชอมเครองรบ-สงขอมล
ขาวสาร 2 เครอง เขาดวยกนดวยสายสงสญญาณโดยไมจากดความ
ยาวของสายสงสญญาณ เชนอาจ
เพยง 5-6 เมตร หรออาจยาวถงเปน
1,000 กโลเมตรขนไป
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบดาว (Star) • เปนการเชอมโยงเครอขายสอสาร
ขอมลทนยมใชกนแบบหนง มศนยกลางการควบคมระบบหรอศนยกลางบรการอยสวนกลางระบบ และเชอมโยงสายสงสญญาณจากศนยกลางไปยงจดตางๆโดยรอบ
• ไดแก ระบบโทรศพท มชมสายโทรศพทเปนศนยกลาง มผใชโทรศพทตามบานเปนจดตอปลายทาง
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบสายรวม(Bus) • เปนการเชอมโยงเครอขายสอสารขอมล
ทนยมใชอกแบบหนง การเชอมโยงระบบสอสารโดยมสายรวมเปนสายแกนหลกของระบบอยชดหนง แตละเสนทางของสายรวมแกนหลกจะมสายถกตอแยกออกไปเชอมกบอปกรณรบ-สงขอมลขาวสารแตละชดตลอดเสนทาง การสงผานขอมลขาวสารจะใชสายรวมแกนหลกเปนทางผาน
• ระบบเครอขายทองถน ((Local Area Network)หรอแลน(LAN)
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบวงแหวน (Ring) • เปนการเชอมโยงเครอขายสอสาร
ขอมลทสาคญแบบหนงในระบบเครอขาย การเชอมโยงระบบสอสารโดยตอสถานรบ-สงเชอมตอกนทกสถานเปนวงกลมทกสถานมสทธในการรบ-สงขอมลเทาเทยมกน ขอมลขาวสารจะถกสงจากสถานรบ-สงสถานหนงไปยงสถานรบ-สงปลายทาง โดยผานสายสงสญญาณทตอเชอมเปนวงกลม
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบหลายจดบนเสนทางเดยว
(Multipoint) • ใชการผสม ระหวางการเชอมโยง
แบบดาวรวมกบการเชอมโยงแบบ
สายรวมเขาดวยกน
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบสวตซสลบชอง (Switch)• การเปนสวตซสลบชองเชอมโยง
เพอใหการใชสายสงสญญาณเกด
ประสทธภาพสงสดและคมคา เพราะ
ในแตละสถานรบ-สงขอมลขาวสารไมไดทางานตลอดเวลาคสายทใช
งานจะมเวลาวาง เมอนาไปใหสถาน
รบ-สงขอมลขาวสารอน ๆ รวมใช
งานในชวงเวลาวาง
ลกษณะการเชอมโยงเพอสอสารขอมล
• แบบสวตซสลบชอง (Switch)• การเปนสวตซสลบชองเชอมโยง
เพอใหการใชสายสงสญญาณเกด
ประสทธภาพสงสดและคมคา เพราะ
ในแตละสถานรบ-สงขอมลขาวสารไมไดทางานตลอดเวลาคสายทใช
งานจะมเวลาวาง เมอนาไปใหสถาน
รบ-สงขอมลขาวสารอน ๆ รวมใช
งานในชวงเวลาวาง
Recommended