Karakteristieke impedantie van flatcable

fatbeard

Honourable Member

Ik zit weer eens met iets raars: voor een bepaalde toepassing moet ik een RF signaal van 13.56MHz (+26dBm), een digitale bus (I2C of SPI), een audio signaal (500mW) en een voeding (5V/100mA) aansluiten, liefst allemaal via 1 kabel omdat het idiot-proof moet zijn. De afstand zal een meter bedragen, maximaal anderhalve meter.
Oja, er is (natúúrlijk) weinig ruimte in de kastjes en uiteraard mag het weer niet teveel kosten...

Scart-kabels vallen dus af vanwege de gigantisch grote pluggen en meestal nogal overdikke kabels (en de vaak beroerde kwaliteit).
Ik weet dat er connectorsystemen bestaan met variabele contactconfiguraties (o.a. deze, dat gaat nog net qua afmetingen), maar de kabel blijft problematisch (en het aansluiten ook, het gaat om honderden stuks)...

Ik me te herinneren dat een niet nader te noemen EMC testhuis zich een keer heeft laten ontvallen dat een 2mm boardstacker een karakteristieke impedantie heeft van vrijwel 50Ω, maar daar ben ik niet zeker van: voor hetzelfde geld is dat wishful thinking.
Nu is voor deze toepassing niet persé 50Ω vereist: het is de (symmetrische) aansluiting naar de antenne dus met geschikte aanpassingsnetwerken is zowat alles bruikbaar, met baluns dus ook coax.
Reproduceerbaarheid staat voorop, op de voet gevolgd door betrouwbaarheid en prijs.

Ik zat te denken aan 'gewone' flatcable met IDC connectoren, maar weet niet wat de karakteristieke impedantie is, en of die voldoende stabiel/reproduceerbaar is.
UTP zou misschien ook wel kunnen, maar ik maak me een beetje zorgen over de mogelijke beïnvloeding van het digitale busje door het antennesignaal. RS485 voor dat busje zou ook nog wel kunnen maar dan wordt het weer een stuk complexer met protocollen en de daarvoor benodigde intelligentie...

Heeft iemand hier ervaring mee en/of andere ideeën over?

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Arco

Special Member

Wij gebruikten vaak twisted flatcable voor kritische toepassingen. Impedantie ongeveer 100Ω (is er ook afgeschermd)

http://img-asia.electrocomponents.com/largeimages/R6937712-20.jpghttp://upload.wikimedia.org/wikipedia/en/thumb/e/ea/Twisted_pair_nominal_impedance.svg/300px-Twisted_pair_nominal_impedance.svg.png

[Bericht gewijzigd door Arco op dinsdag 30 september 2014 15:44:13 (26%)

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Wellicht is cat 7 kabel bruikbaar, ieder aderpaar heeft een eigen afscherming.

Of CAT5e/6 SFTP, dat heeft ook per aderpaar een aparte afscherming.

Zo goed als het vroeger was, is het nooit geweest.

Ik zit op 9 aders, wrs kom je er wel met 8 maar dat hangt er natuurlijk vanaf. Zou proberen met SFTP kabel :)
- 2 x RF
- 2 x Digitaal
- 3 x audio stereo
- 2 x voeding
Aja en liefst een rechte kabel aansluiting of zelf iets fabriceren met een connector.

[Bericht gewijzigd door Damic op dinsdag 30 september 2014 15:42:47 (21%)

Ben Belg sowat :D :: plaatjes zijn meestal klikbaar
blackdog

Golden Member

Hi fatbeard,

Is een 15 polige Sub-D connector niet wat voor je?
De twee contacten aan de buitenzijde b.v. voor je RF, dan twee draden er naast als massa, hierna b.v. databus, hierna weer twee draden massa, voeding en dan je audio.
Met getwiste bandkabel zal je weinig storing in de kabel zelf genereren, dit zowel voor je antenne signaal als je databus en naar je audio toe.
Maar wel goed opletten hoe je de signalen naast elkaar legt.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
fatbeard

Honourable Member

Aha, vegeten te zeggen: mono is goed genoeg, dus ik kom weg met 8 aders.

De verschillende CAT oplossingen hebben de charme van een dunne en redelijk verkrijgbare/voordelige kabel, qua connectoren en aansluiten is het vast ook wel te doen (en anders zijn er vast wel kant-en-klare patchkabels voor te koop). De twisted flatcable heeft daarentegen weer de charme van eenvoudige connectoren en assemblage...

'Zelf iets fabriceren' is geen optie, het zal uiteindelijk gaan om vele honderden stuks (voor één enkele is het nooit een probleem).

Het zal er wel weer op neer komen dat ik eerst een aantal tests moet gaan doen om te zien wat haalbaar is én een redelijke kans maakt om door alle keuringen (CE/RTTE/FCC/IC/UL/ULC) heen te komen...

@blackdog: ik heb uiteindelijk maar één RF-kanaal nodig, en dat mag best asymmetrisch (coax) zijn; dan zou ik met een 7W2 uit de voeten kunnen. Met als nadeel dat de kabel wat lomp wordt en vooral duur.

Maar misschien moet ik afstappen van het 'één stekker' idee en gewoon een coaxje met SMC ofzo nemen voor de RF en een telcon kabeltje met modulaire stekkers voor de rest....

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Shiptronic

Overleden

met die 15P sub-d kan je dan wel goed in de handel verkrijgbare VGA-kabels pakken in alle lengten.

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
fatbeard

Honourable Member

Nice touch! Gaan we ook even op broeden.
In de betere kabels zitten namelijk ook een aantal (5, als ik me niet vergis) 75Ω coaxjes...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
rbeckers

Overleden

VGA kabel is de beste oplossing maar ook een flatcable zal werken en weinig storen.

Daarbij is 400mW hf niet echt qro ... Een common mode choke doet dan veel goed bij overspraak.

blackdog

Golden Member

Hi Heren,

De VGA kabel is een mooie oplossing, maar hou er rekening mee dat de Ri van die kabels redelijk hoog kan zijn.
Dit kan een probleem voor je worden voor de audio en de voeding.

Maar misschien helpt de ID0, ID1 en ID2 dan om de Ri te verlagen waar nodig.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
Shiptronic

Overleden

Voor die Ri, je hoeft ze niet perse in China te halen ;)

Wie de vraag stelt, zal met het antwoord moeten leren leven.
blackdog

Golden Member

Hi Shiptronic, ;-)

Ik heb aardig wat VGA kabels gesoldeerd, heb je wel eens gezien hoe dun de binnen ader van zo'n coax is?
Dat is trouwens een hel om te solderen, je zal eerst wat testen moeten doen met de specifieke kabel hoe deze aan te pellen.
Daarna de afmetingen bepalen hoe lang de draadjes moeten worden.
Een keer niet opletten tijdens het solderen en de binnen ader breekt van zo'n coax.
"been there than that" kopen die handel.
Maar volgens mij was fatbeard dat toch wel van plan.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
fred101

Golden Member

Kun je niet alleen voor het RF een coaxje met SMB of zo'n in Wifi gebruikte RF connector gebruiken ? Een VGA kabel is een redelijk stug en dik geval (tenminste, degene die ik ken)

Heb je een VNA op je werk ? Dan kun je de impedantie nameten.

www.pa4tim.nl, www.schneiderelectronicsrepair.nl, Reparatie van meet- en calibratie apparatuur, ook maritieme en industriele PCBs

Een VGA kabel hoort 75 Ohm te zijn, en het mooie ervan is dat er bij een (complete bedrade) een DDC2 pair in zit.
En dat is .... niks anders als een I2C bus! Mooi bruikbaar dus.

Uit mijn hoofd hou je dan nog twee ID lijntjes over die je parallel kunt pakken voor de voeding. (Of hsync/vsync er ook bij pakken?)

Kortom niks solderen: die kabel kun je zo compleet kopen.

-edit- Ik zie net dat pin 9 officieel gereserveerd is voor +5V, nog mooier.

1-st law of Henri: De wet van behoud van ellende. 2-nd law of Henri: Ellende komt nooit alleen.
blackdog

Golden Member

Hi Heren,

Ik heb even een DELL VGA kabel gemeten wat de DC weerstand betreft.
De Massa aansluiting rond de 0,025 Ohm
De andere aders zitten tussen de 0,3 en 0,4 Ohm.
Dit is voor een kabel met een lengte van 1,8Meter.
Lijkt me voldoende voor fatbeard zijn gebruik, vooral al hij wat parallel zet voor de voeding.

Gegroet,
Blackdog

You have your way. I have my way. As for the right way, the correct way, and the only way, it does not exist.
fatbeard

Honourable Member

Heren,

Het begint er zowaar op te lijken dat met een standaard VGA-kabel zowat alle vereisten zijn afgevinkt.
Dank vooral ook aan blackdog en henri62 voor de metingen en de heldere uiteenzetting: weer wat geleerd.

Nu alleen nog het ruimteprobleem in de kastjes oplossen want die stekkers zijn best wel groot: in het ene kastje neemt die de helft van alle beschikbare ruimte in...
En aan de installateurs vertellen dat ze een gat van minstens 36mm door de muur moeten boren...
Hmmm, dat laatste zou wel eens een echt probleem kunnen gaan worden: het kastje zelf is maar 45mm breed en hangt pontificaal in zicht...

Ondertussen zit ik ook even te loensen naar mini of micro HDMI, maar ik ben bang dat de adertjes daarvan echt te dun zijn.

Oh well, als het echt moet kan ik door het toevoegen van de nodige intelligentie in het tweede kastje (dat van 45mm breed) de zender en audio eindtrap daarheen verhuizen.
Dan kan ik alles af via één twisted pair en twee aders voor de voeding (die dan wel wat meer stroom moet leveren, ca. 350mA), zeg maar een USB-touwtje.
Nadeel van díe oplossing is dan dat er twéé stukken firmware moeten worden onderhouden...

We puzzelen voort.

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Tidak Ada

Golden Member

@Arco en blackdog:
Arco kwam met die gevlochten kabel, bekend van o.s. SCSI. Maar wat mij interesseer is hoe het met die AT-100 kabel zit. Voor zover ik weet zit er daar naast iedere actieve ader een ground ader, dus eigenlijk om en om actief en GND. Is dat te beschouwen als een groundplane of moet je meer denken aan die ouwe lintkabel voor de TV?
Weten jullie daar iets van ?

[Bericht gewijzigd door Tidak Ada op dinsdag 30 september 2014 20:42:25 (15%)

Rommelige werkplek? In de natuur is wanorde de meest stabiele toestand; de entropie is dan maximaal. Het handhaven van "orde" kost daarom altijd energie. ----> TUBE COLLECTORS ASSOCIATION - †
EricP

mét CE

Maar... wat is er tegen UTP? Is de impedantie te vaag? Geen idee welke frequentie er bij 100Mbit/sec ethernet over een aderpaar gejaagd wordt, maar het zal in de MHz-en lopen. En het werkt eigenlijk altijd. RJ45 connector zou dan ook geen probleem moeten zijn.

Toegegeven, een VGA kabel is mooier. Maar zoals reeds aangegeven: vaak is dat spul een drama om te solderen. En een gat wordt wat groot lees ik. De rechthoekige gaten boor dan maar pakken?

Over gewoon flatcable: ik heb ooit eens een machine met PCMCIA uit moeten rusten. Dat werd een PCI insteekkaart en dan met 2 brede flatcables naar de PCMCIA socket die in een drivebay zit. Ik heb het idee dat je daar een halve ISA bus te pakken hebt. Hoe hard loopt dat? Na afscherming van de kabel werkte het ook gewoon bij een kabel lengte van ~70cm (zonder afscherming ging PCMCIA op z'n gat; blijkbaar werkte die flatcable ook aardig als antenne :).)

fatbeard

Honourable Member

Gewoonweg hartverwarmend zoals er meegedacht wordt...

Zoals jullie misschien al wisten maak ik RFID-lezertjes. Iemand heeft de wens geuit om de eigenlijke lezer met alle sleutels en cryptografie 'binnen' te houden en alleen het user-interface (antenne, LEDs, speakertje, keypad) 'buiten' op te hangen. Dit in verband met mogelijk afluisteren van de berichten over de aansluitkabel. Nou is die iemand goed voor enkele honderden lezertjes minimaal, dus kreeg ik de schone taak om een en ander uit te zoeken...
De LEDs en keypad lopen via een I/O expander op I2C of SPI, de antenne is een magnetic loop die zich laat aanpassen aan zowat elke soort kabel.

Ik heb geen principiële problemen met twisted pair (afgezien van mijn bezorgdheid over data-integriteit over en weer) en de impedantie is nauwkeurig genoeg (zeker bij cat6 en hoger) maar sommige keuringsinstanties hebben zo af en toe erg onlogische eisen zoals het verplicht stellen van afgeschermde kabels "omdat het apparaat met RF werkt". Dat die afscherming nergens aan vast gemaakt kan worden in een plastic kast is voor hen irrelevant.
STP is dan wel een mogelijkheid, maar ik ben een beetje bang dat de ontvangst gestoord gaat worden (het zendsignaal zal er heel weinig last van hebben) door de I2C, of andersom (of allebei). Ik zal het gewoon moeten uitproberen denk ik...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Arco

Special Member

Is het dan niet veel simpeler om de data encrypted over de kabel te versturen? Dan valt er niets af te luisteren...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com
fatbeard

Honourable Member

Tja...
De aansluitkabel hier is een netwerkkabel met POE. 'Onze' pakketjes zijn wel veilig gecrypt, maar de rest van dat netwerk is dat vaak niet...

Een goed begin is geen excuus voor half werk; goed gereedschap trouwens ook niet. Niets is ooit onmogelijk voor hen die het niet hoeven te doen.
Arco

Special Member

Ja, maar dan blijf je altijd met dat probleem zitten. Dat is toch niet jouw zorg wat er in het netwerk van de klant zelf gebeurt?
Als het 100% safe moet, dan moet 'ie de pakketjes over het hele netwerk encrypted versturen tot aan de applicatie die de data verwerkt...

Arco - "Simplicity is a prerequisite for reliability" - hard-, firm-, en software ontwikkeling: www.arcovox.com

Of lekker de twee netwerken fysiek gescheiden houden ;)

Zo goed als het vroeger was, is het nooit geweest.