Comment savoir si un câble
réseau en paires torsadées est en 100 ohms ou en 120 ohms et quelle est
l’incidence d’une rupture d’impédance ? Pour cela nous allons effectuer
quelques expériences avec un réflectomètre. Avec une liaison en paire torsadée
ou en coaxial, les impédances de la source, du câble et du récepteur doivent
être égales. L’impédance du câble est définie à la fabrication par ses
caractéristiques physique : diamètre des fils, épaisseur et nature de
l’isolant …
Le principe :
On
envoie une impulsion dans le câble, si tout est bon, elle est entièrement
absorbée à l’arrivée. Si la charge manque, l’impulsion est renvoyée avec la
même polarité, si l’extrémité est en court-circuit, l’impulsion revient
inversée, si la charge est inadaptée, l’impulsion revient atténuée, d’autant
plus que l’erreur est faible. Un réflectomètre se compose donc d’un générateur
d’impulsions et de quoi observer ou détecter des impulsions, de préférence un
oscilloscope.
Le matériel utilisé :
-
Un générateur
d’impulsion à deux sorties symétriques fait maison, réglable en durée et en
impédance de sortie, inspiré du schéma publié dans Electronique-pratique n° 280
-
Un oscilloscope
Hameg HM203-7 analogique de bande passante 20 MHz. (Un appareil montant plus
haut en fréquence serait souhaitable.)
-
Quelques prises
RJ45 et des résistances pour le côté récepteur.
Le montage :
câble
Générateur Résistance
Oscilloscope
Réglages de base :
Durée de l’impulsion : 12 ns
Amplitude de l’impulsion : 5 V
Balayage horizontal : 50 ns par division
(Pour mémoire, le temps de
montée de l’oscillo est de 17,5 ns, à
comparer avec la durée de l’impulsion)
1er essai : cordon
de
Impédance du générateur : 20 ohms
Impédance du récepteur :
infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
2ème retour : 3
Réflexion
aux deux bouts
1 2
3
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance
du récepteur : infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
Réflexion
à un bout
1 2
Impédance du générateur : 180 ohms
Impédance du récepteur :
infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
2ème retour : 3
Réflexion
aux deux bouts
1 2
3
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance du récepteur : 100
ohms
Impulsion envoyée :
1
Pas
de réflexion
1
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance
du récepteur : 120 ohms
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
Réflexion
faible à un bout
1
2
2ème essai : cordon
de
Impédance du générateur : 20 ohms
Impédance du récepteur :
infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
2ème retour : 3
etc
…
Réflexion
aux deux bouts
1 2 3
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance
du récepteur : infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
2ème retour : 3
Réflexion
aux deux bouts
1 2
3
Impédance du générateur : 120 ohms
Impédance du récepteur :
infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
Réflexion
à un bout
1
2
Impédance du générateur : 120 ohms
Impédance du récepteur : 120
ohms
Impulsion envoyée :
1
Pas
de réflexion
1
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance
du récepteur : 100 ohms
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour : 2
Réflexion
faible à un bout
1
2
3ème essai : cordon
de
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance
du récepteur : infinie
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour jonction : 2
Impulsion retour bout :
3
Réflexion
aux raccord et bout
1 2 3
Impédance du générateur : 100 ohms
Impédance du récepteur : 100
ohms
Impulsion envoyée :
1
Impulsion retour jonction : 2
Impulsion retour bout :
3
Réflexion
au raccord et faible au bout
1 2
3
Conclusions en vrac :
-
Un défaut
d’impédance de 100 à 120 ohms est visible à l’oscillo, on peut donc déterminer
l’impédance d’un cordon de cette manière
-
Utiliser un
cordon 120 ohms à la place d’un 100 ohms ne devrait pas poser de problème même
si le taux de réflexion est proche de 10%, la deuxième réflexion côté
générateur laisse peu de chance de perturber le récepteur.
-
Ce faible taux
de réflexion n’est pas facile à détecter sans oscillo, ce principe ne semble
donc pas adapté pour faire un appareil simple de mesure de l’impédance d’un
cordon.
-
Utiliser un
cordon de 120 ohms pour prolonger une liaison de 100 ohms introduit une double
perturbation, au raccord et à l’arrivée, le risque augmente.
-
Si l’impédance
est bonne à un bout, les signaux réfléchis ne peuvent pas faire d’aller-retour,
ce qui explique que les Y utilisée en vidéo n’introduisent pas d’écho, mais
seulement une perte de niveau, se traduisant par une diminution du contraste
(Coaxial 75 ohms).
-
Les comparaisons
de niveaux sont données sous toutes réserves, une mesure d’amplitude réelle d’une
impulsion n’ayant aucun sens avec ce matériel, le temps de montée de l’oscillo
étant plus long que la durée de l’impulsion. Il reste environ 2V sur les 5V
fournis par le générateur, on peut espérer que le rapport reste le même pour
des amplitudes nettement plus faibles.
-
Le décalage
entre l’impulsion envoyée et son retour permet de déterminer la longueur d’un
câble : 160 ns pour
-
On peut tester
une paire torsadée en asymétrique en reliant l’un des fils à la masse, avec un
générateur d’impulsions simple, avec un résultat un peu moins propre.