Mettere d'accordo segnale e impedenza

[DonJ]

Ciao a tutti!

E` da tanto che non scrivo sul forum, quindi colgo l'occasione per salutare tutti i gli amici di EY che non sento da un po'!
Torno a scrivere perche` assieme ad un collega stiamo cercando di realizzare un'installazione "artistica" da esporre in azienda. Siccome la parte elettrica e` stata affidata a me, mi sono divertito a realizzare lo schema elettrico e il quadro.

In breve, abbiamo un computer nel quadro elettrico (arduino + raspberry pi) che controlla una serie di catene LED installate in un pannello 20/30 metri dal quadro.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Per controllare i LED nella catena, utilizzo un segnale seriale a 5 V con frequenza di 400 kHz.
In laboratorio tutto funziona bene, ma ora devo mandare lo stesso segnale utilizzando un 12G1.5, passando per una affollata cesta cavi. Gia' in fase di test (con tre metri di 12G1.5 e nessun altro cavo vicino) il segnale e` molto alterato.
Al momento la soluzione che funziona e` la seguente.

Sorgente FidoCadJ | Ingrandisci | Cos'è Fidocad

Il problema di questo circuito e` che le resistenze sono state scelte abbastanza spannometricamente; ho principalmente giudicato la forma del segnale con l'oscilloscopio.
Questa configurazione funziona abbastanza bene (anche se mi rimane dell'overshooting da correggere), ma siccome non ho modo di provare l'installazione finale finche` e` stata messa su, temo di dover correggere l'impedenza del cavo di corsa all'ultimo minuto.

DS0006.jpg (34.21 KiB) Osservato 6299 volte

So che comunemente si trovano impedenze di 50 o 75 a seconda dell'applicazione. La domanda che voglio fare e`: come determino l'impedenza adatta al mio caso?
I dati che ho sono la lunghezza (approssimativa) del cavo, la sua sezione e resistenza totale, la tensione e la frequenza del segnale. Ho modo di approssimare il valore delle resistenze? O posso provare direttamente resistenze da 50/75 ?

Grazie a tutti!

[Sinuous]

Direi che il problema va esaminato come la trasmissione di dati su una linea: i parametri che ti servono sono l’induttanza e la capacità al metro, per poter ricavare l’impedenza della linea stessa: Zo=√(L/C) (la resistenza della linea ha poca importanza). Nel link qui allegato puoi verificare se il cavo riportato (12G1,50 ; pag.67), con annessi parametri elettrici (L e C), corrisponde al tuo:

http://www.ceamcavi.it/pdf-sfogl/genera ... cation.pdf

La linea dovrebbe essere adattata (carico resistivo uguale all’impedenza della linea Zo) almeno lato RX: però considera che il ricevitore ha una sua propria impedenza che risulta posta in parallelo al carico resistivo e, anche in caso di adattamento resistivo ideale, questa potrebbe alterare l’adattamento di impedenza. Se questo fosse il problema un tentativo potrebbe essere fatto aumentando l’impedenza di ingresso dell’RX (e.g.: RX ad alta impedenza reale).

In ogni caso adattando anche la sorgente, cosa consigliabile, minimizzeresti gli effetti dovuti alla riflessione multipla (cioè riflessione al carico e alla sorgente), però in questo caso la resistenza lato TX dovrebbe essere inserita in serie (non in parallelo) alla linea, e questo comporterebbe all’incirca il dimezzamento del livello di tensione lato RX: se questo non fosse un problema...