送電線シミュレーション（物理）

長いワイヤー（0〜10km）を介してセンサーデバイスとの通信をシミュレートできる必要があります。これは非常に低速の通信用です（ただし、最大10khz、通常は1〜2khz）。これはFSKですが...ある時点で、低ボーのRS232のような信号も処理する必要があるかもしれません。

主に、電圧降下と信号の歪みを探しています。遅延はそれほど重要ではありません。

それについてどう思いますか？

編集：

ケーブルが確かに（かなり標準的ではない）タイプの同軸ケーブルであることを確認できました。単位長さあたりの抵抗と静電容量、断面形状、そして絶縁抵抗は問題にならないほど高いことがわかりました。リターンラインが個別の実行であるかどうかは、当初は明確ではありませんでした。

これは、複数のターゲットデバイスのテストセットアップです。ほとんどは、10kHz未満のさまざまな周波数選択のFSKであり、一部はASKです（バンドパス/フィルタリング後に標準のUARTをほぼ使用できます）。すべてが高いDCオフセットに乗っています（電力を超えて通信）。

過去には、抵抗器、コンデンサー、そして場合によってはインダクターを入れ替えて、特定のライン長をシミュレートする単純なロータリースイッチを構築する人を見てきました。それで十分でしょうか？

私は現在、LTspiceでいくつかのシミュレーションを構築しようとしています。

編集2：

さて、抵抗器、コンデンサー、インダクターを追加するだけなら、モデルはどのようになりますか？以下のRLGCネットワークは、グラウンドが私が信じているのと同じ電位にあると仮定しています（グラウンドプレーンを備えたPCB上の安全な仮定）。この場合のリターンは外殻を通っており、その抵抗はおそらく内部導体の3倍です。それによって状況は大きく変わりますか？下のレールに別の抵抗を追加して、その両側の容量を分割するだけですか？

伝送線路には複雑な特性インピーダンスがあります。特性インピーダンスは通常、所定の伝送線路の「単位長さあたり」で指定されます。実際には、伝送ラインの「単位長さあたり」に、抵抗、静電容量、インダクタンス、コンダクタンスという4つの値がある場合があります。Wikipediaにこれに関するかなり広範な記事があり、「高周波と小さな損失の場合」の近似式は次のとおりです。

どこ：

• xは、伝送線に沿った距離です
• tは経過時間
• Lは単位長さあたりのインダクタンス
• Cは単位長さあたりの静電容量
• Rは単位長さあたりの抵抗
• Gは単位長さあたりのコンダクタンス

これはおそらくあなたにとっては限られた用途になるでしょう。なぜなら、私がここの行の間を読んだ場合、デジタル信号（つまり、方形波）を送信することを計画しているように思えるからです。方形波のエッジは、実際には「広いスペクトル」です。そのため、ほとんどの通信システムは、「ライン上の」信号のスペクトルを制限するために、変調および復調ステップを実行します。しかし、方形波の「信号」は分析的に「高周波」の内容であるため、上記の式は当てはまると思います。

いずれにせよ、入力信号の「定常状態」の高レベルでは、レシーバーが高インピーダンスであると想定すると、信号から見えるのは、特性抵抗とコンダクタンスに基づく分圧器です。したがって、モデルに基づいて、（およそ）Vout / Vin = G /（R + G）が表示されます。

編集1

先ほどの質問のFSK（Frequency Shift Keying）コメントを見逃しました。また、別の考えもありました。Matlab Simulinkのようなものを使用して回路の伝達特性をモデル化し、モデルに代表的な入力波形を供給して、反対側から何が出力されるかを確認できます...

また、発生する電圧降下の大きさを知りたい場合は、正弦波信号の場合、長さ*（R + jwL）の有効インピーダンスと下端の有効な上端を備えた有効な分圧器がまだあります。 （Gの長さ|| 1 /（jwCの長さ））の脚のインピーダンス。複雑な計算を行って、特定の周波数（w = 2 * pi * f）で伝達関数の実部を見つけることができます。

編集2

物理シミュレーションの意味の明確化に対応して、伝送線路の影響を物理的に導入しようとしている場合は、図の回路に適切な値のコンデンサ、インダクタ、抵抗を設定します-に応じたサイズエミュレートしようとしている伝送ラインのプロパティと長さ。

ケーブルメーカーは、信号の周波数を考慮して、単位長さあたりの信号の減衰量を通知します。

信号の歪みについては、シールドケーブルを使用している限り、重要なことは何も知りません。しかし、私の言葉を信じないでください。

このような長いケーブルでRS232レベルの信号を送信することは困難です。

実際に使用したい場合は、必要に応じて標準の電話モデムと線間電圧発生器を使用します。シミュレーションでは@kraphtが正しいです。STPまたは同軸を使用します。