Есть ли недорогая альтернатива кабелям RJ45 для большого количества сигналов?

Мы проектируем две интерфейсные (печатные) платы и должны соединить их кабелями (0,5-1,5м). Вот и думаем, какие разъемы использовать. Мы хотели бы использовать витые пары, как в кабеле RJ45.

Проблема в том, что мы говорим о 200 сигналах (от -10 В до +10 В), для которых потребуется 50 кабелей RJ45.

Известные мне альтернативы — кабели RJ21 или DSUB-50, с 50 контактами, по 2x25 проводов в каждом. Покупать их слишком дорого (по крайней мере, в Германии это будет около 450 евро или больше за 8 кабелей), а пайка 800 контактов пока считается слишком большой работой (+120 евро материала). Для сравнения, мы могли получить 50x RJ45-кабелей из коробки за 70 евро.

Вот я и спрашиваю, есть ли альтернатива? Существуют ли какие-либо стандарты кабелей, которые так же надежны и дешевы, как RJ45, но подходят для большего количества сигналов? (Если бы не витая пара, хорошим выбором были бы плоские ленточные кабели).

Для максимальной частоты сигналов можно предположить что-то около 200-500 кГц, импеданс кабеля не должен иметь большого значения, так как входное сопротивление конечного устройства составляет 1 МОм (но я далеко не эксперт в этом иметь значение).

Дальнейшее уточнение: у нас есть около 60 аналоговых сигналов и около 100 цифровых, просто некоторые из них имеют высокую частоту и жесткие края, многие другие просто редко меняющиеся сигналы для управления конечным пространственным автоматом. Около 40 из 200 «сигналов» на самом деле заземлены.

Я не ищу улучшения базовой настройки, поскольку ее нельзя изменить. За интерфейсными платами непосредственно следуют конечные устройства. Помимо некоторого небольшого усиления и фильтрации аналоговых сигналов, целью интерфейсных плат является сбор сигналов всех датчиков и исполнительных механизмов и их перераспределение для улучшения прокладки кабелей.

Система в основном выглядит так:введите описание изображения здесь

Поскольку разъемы DSUB-50 правильной системы в большинстве случаев не обеспечивают возможности подключения по витой паре, идея состояла в том, чтобы напрямую соединить DSUB-50 с интерфейсной платой (без кабелей), чтобы предложить более подходящие разъемы.

@Transistor Я добавил некоторые детали, хотя я не совсем уверен. Но в качестве отправной точки это должно быть хорошо. Протекающие токи ничтожны.
А как насчет стоимости коннекторов? Кабели — это одно, но нельзя забывать ни то, к чему вы их подключаете, ни место на плате для этих разъемов.
Вы уверены, что вам нужна витая пара? Можно ли добавить фильтры на один или другой конец кабеля? Длина волны 500 кГц составляет 600 м, поэтому не следует ожидать большого приема внутри полосы от кабеля длиной 1,5 м, даже с плоскими ленточными кабелями.
Рассматривали ли вы телефонные разъемы Amphenol RJ21 25 пар (2 из них)? Физически они довольно большие, но кабели и разъемы относительно дешевы и их легко найти. Сверхширокие кабели SCSI — еще одна возможность.
Если первая плата предназначена для формирования сигнала, а вторая — АЦП, почему бы не разместить все на одной плате и вообще не иметь кабеля?
RJ45 — это разъем, а не кабель.
@ThePhoton - может быть, нет. Мы точно не знаем, но если бы был возможный вариант с витыми парами, мы были бы в безопасности.
@DeanFranks Да, я рассматривал их, кажется, это одна из лучших альтернатив. Но похоже, что это не общепринятый стандарт в Германии/Европе и, следовательно, не такой дешевый или доступны только длины >2 м.
@peufeu второй на самом деле представляет собой целую систему аппаратного обеспечения с 4 гнездовыми разъемами DSUB-50. Поэтому идея заключалась в том, чтобы установить промежуточную плату, чтобы получить больше возможностей для более качественной разводки кабелей.
Вы можете приобрести разъемы IDC DSUB для плоских кабелей по хорошей цене, а затем использовать скрученную ленту, как предлагается ниже... IDC — это хорошо, никакой пайки!
Даже 1 или 2 пары в разъемах RJ11 сэкономят немало денег, если вам нужно, чтобы кабели шли в разных направлениях. Они доступны в готовом виде (но обязательно приобретите витую пару, а не UTP).
Я вижу здесь много предложений по альтернативным схемам прокладки кабелей, но рассматривали ли вы возможность мультиплексирования сигналов через высокоскоростное последовательное соединение, такое как USB?
@RobertHarvey Поскольку большая часть сигналов аналоговая, это не вариант.
Аналоговые сигналы также могут быть мультиплексированы, хотя технология, безусловно, отличается. Вы думали об использовании оптического кабеля?
ИМО, это проблема meta.stackexchange.com/questions/66377/what-is-the-xy-problem . 200 проводов с 20В p2p кажутся абсурдной настройкой - для 1.5м и 500кГц вы на самом деле создаете неплохой генератор ЭМ шума, а не интерфейс... Так что я бы лучше переосмыслил дизайн здесь, чем искал бы подходящее устройство этот конкретный. Просто либо а) отделите АЦП от остальной части B, поместите их в A, передавайте мультиплексированные цифровые данные по волокну или любой другой высокоскоростной среде - вот причина, по которой SATA> PATA, б) если это не вариант для практических целей , по крайней мере, аналоги мультиплексора (здесь согласен с Харви).
Почему бы не совместить аналоговую сторону вещей и не поговорить с ней через цифру? Не уверен, что силовая электроника, которую вы упомянули, предназначена для источника питания, возможно, с несколькими направляющими (тогда просто удалите их, чтобы освободить место для других вещей) или выходами питания, но разделение вашей системы другим способом может сделать это спорным.
@vaxquis Меня попросили в комментариях указать максимальную частоту и амплитуду сигналов, что я и сделал. Это не означает, что у меня есть 200 осциллирующих сигналов с частотой 500 кГц и 20 В от пика до пика. Это означает, что у меня есть некоторые аналоговые измерительные сигналы, которые меня интересуют до 500 кГц, и у меня есть прямоугольные управляющие сигналы (ШИМ), колеблющиеся с частотой 20 кГц, с жесткими фронтами. Остальные в основном являются постоянными управляющими сигналами конечного автомата. Изменение системы А и Б просто невозможно, да и не в этом вопрос. У нас есть аналогичная система, работающая уже много лет, и мы просто хотим улучшить некоторые детали.
@NickT силовая электроника представляет собой два преобразователя переменного тока в постоянный 6H-Bridge с широтно-импульсной модуляцией для управления электрическими двигателями и магнитными подшипниками. Менять систему А и Б не вариант и не нужно. Вопрос был направлен на то, чтобы улучшить некоторые детали аналогичной системы, с которой мы работаем уже много лет без особых проблем.
@RobertHarvey Мне все еще трудно представить, как на самом деле можно мультиплексировать десятки измерительных сигналов с полосой пропускания> 200 кГц без потери слишком большого количества информации, но я прочитаю об этом.
@thewaywewalk It means I have some analog measurement signals, which interest me up to 500 kHz and I have some rectangular control signals (PWM) oscillating with 20 kHz, with stiff edges.- тогда вам не нужно решать ни одной проблемы ; у тебя на самом деле две проблемы . Проблема XY, еще раз. Вы можете just (...) improve some details ; Вы также можете решить инженерную проблему (ы) . Вы задали свой вопрос неправильно, потому что на самом деле задали два разных вопроса (продолжение)
1. Существует ли недорогая альтернатива кабелям RJ45 для передачи большого количества сигналов? 2. Мы проектируем две интерфейсные (печатные) платы и должны соединить их кабелями 0,5-1,5м. Проблема в том, что мы говорим о 200 сигналах (от -10 В до +10 В), для которых потребуется, например, 50 кабелей RJ45. Можно ли это сделать более эффективно, чем просто используя их ? ... некоторые люди ответили на первый (заглавный) вопрос, и я их за это не виню - их идеи первозданны. Тем не менее, вы также задали второй вопрос... и некоторые люди (включая меня, Ника Т., Роберта Харви) также пытались ответить на него .
@vaxquis Извините, но я никогда не задавал второй вопрос, вы его придумали или интерпретировали. Базовая установка никогда не подвергалась сомнению, и никогда не требовалось ее улучшения. Потому что его нельзя изменить. Это не XY-проблема, мне тоже все ясно. Это не лучшая установка, которую я могу придумать, и вы бы никогда не использовали ее в реальном приложении. Но это исследовательский проект, и нам нужно больше сигналов, чем обычно. Я этого не говорил, потому что имхо это не имеет значения.
@thewaywewalk Ваши вопросы по EE предназначены в основном для других людей - в этом и заключается сама идея сети SE. Вы задали второй вопрос, подразумеваемый - So I wonder if there is an alternative?(см. 1-ю версию вашего вопроса) - только после того, как ваш I'm not searching for an improvement of the basic setup as it cannot be changed.(примечание, доказывающий, что вопрос, вероятно, должен быть закрыт как «рекомендации для конкретных продуктов»), вопрос № 2 вышел из рассмотрения. Кстати, говоря, что «это нельзя изменить», это ложь - вы не хотите это менять, и я это понимаю. Тем не менее, его можно изменить.

Ответы (6)

Есть ленточные кабели с витыми жилами:

введите описание изображения здесьвведите описание изображения здесь

Через каждые несколько см есть плоская секция для подключения разъема IDC.

Глядя на два чертежа продукта, кажется довольно типичным иметь 50 мм плоского кабеля из каждых 500 мм.

Большим преимуществом этого решения по сравнению с 50 отдельными кабелями RJ45 является уменьшение возможности подключения неправильных кабелей! 8 кабелей по 25 пар значительно снижают вероятность неправильного подключения... всего 8 разъемов на каждом конце!
Так что, вероятно, 6 из них (2x32 провода каждый) будет достаточно, вместе с 12 разъемами это будет около 120 евро. Вроде неплохой вариант. Я не знал, что эти кабели существуют. Спасибо!
Я собирался сказать то же самое. Гибкий кабель или плоский кабель.

Мне приходят на ум кабели SCSI... у них много контактов (68 в ультраширокой версии), они хорошо экранированы и их можно приобрести довольно дешево, поскольку SCSI-хранилище больше никто не использует. Если вы выберете тип LVDS, разъемы будут даже приемлемо маленькими (хотя тогда их прокладывать будет больно).

Разъемы SCSI LVDS и HD68

«можно получить довольно дешево, поскольку никто больше не использует хранилище SCSI», что означает, что они скоро станут довольно дорогими, потому что нет рынка
Дороже, чем витые ленточные кабели, но все же вариант. Спасибо!
ebay.com/itm/131038638426 два из этих лотов (каждый лот по 2) стоят 36 долларов США с доставкой по всему миру. Тогда вам нужно четыре таких ebay.com/itm/371862526654 . Одним из преимуществ здесь является очень маленькое пространство, которое занимают разъемы, особенно по сравнению с 50 RJ-45.
Моей первой мыслью тоже был низковольтный дифференциальный SCSI. 34 пары на разъем и стандартные кабели и разъемы. Кабели рассчитаны и на достаточно высокие частоты.

Вы можете использовать ленточные кабели. Дешевый вариант — использовать кабели IDE, подобные тем, которые используются в старых жестких дисках PATA:

образ кабеля IDE

Каждый из них имеет 40 контактов, поэтому 5 из них дают вам 200 контактов, которые вы хотите.

Другим вариантом было бы использование прямых выводов для соединения плат. Однако, если стандарт PC/104 уже немного сложно подключить (из-за суммарного трения от всех 104 контактов), то 200, безусловно, будет сложнее подключить.

Если у вас больше свободы при подключении плат, вы также можете использовать слот SODIMM (или даже более старый DIMM ) и подключать платы напрямую:Образ карты SODIMM

Некоторые версии имеют 200 контактов. Кстати, это точно такой же интерфейс, который использует вычислительный модуль Raspberry Pi (тоже 200 контактов):Изображение вычислительного модуля Raspberry Pi

С другой стороны, если вы можете спроектировать его, может быть лучше просто сериализовать ваши данные , прежде чем выводить их из платы, если только ваша схема не является аналоговой.

ОП уже рассмотрел и отверг ленточный кабель. И варианты борт-борт не достигают 1,5 м, как требуется.

RJ21. И ищите подержанные , потому что они быстро теряют популярность в пользу VoIP. Их так много на рынке, что люди даже не удосуживаются разместить их на Craigslist.

Это разъем, используемый со старыми офисными телефонами, когда стандартная проводка была 25-парной . Это довольно громоздкий разъем, но в офисах их были миллионы, и он до сих пор широко поддерживается.

введите описание изображения здесь

ОП упоминает в вопросе RJ21 и что это слишком дорого.
@derobert Я только что очистил офис, полный их, так что они для меня очень дешевые, в основном мусор. ОП может искать их подержанными.
@Harper Я считаю, что они не были так распространены по эту сторону океана, на самом деле я никогда не видел их за пределами наших лабораторий. Однако покупка их из США через ebay кажется довольно дешевой.
@thewaywewalk Значит, это не мировой стандарт? Конечно, у европейцев должен быть штепсельный разъем, который они использовали для тех же целей в 1960-1980-х годах.
@Harper Я родился на восточной стороне стены, может быть, они прятали от нас эти разъемы? ;)
@Harper Я считаю, что в 60-х мы просто подключили их - их нельзя было отключить. Были и другие штекеры, похожие на большие разъемы для наушников, но это было редко и дорого. Позже (81) мы использовали британскую вилку BS6312 431A, похожую на RJ11, но несовместимую. Это все еще используется сегодня в Великобритании и других странах (в основном Содружества).

Кабели дорогие, что поделаешь? RJ45, вероятно, самый дешевый вариант. Если вы даже возьмете 100 штук, это все равно будет дешевле 500 евро. Но я должен сказать, что для таких вещей вы должны либо не экономить деньги и получить хорошее решение (потому что его изменение позже все равно будет стоить вам тонну), либо подумать, в чем ваша системная ошибка. Может быть, было бы проще, дешевле и надежнее передать все эти сигналы в один канал serdes по оптоволоконному кабелю?

Что-то вроде волоконно-оптических кабелей и последовательной передачи не вариант. Но да, размышления о недостатках системы являются частью обсуждения.
Какие сигналы вы передаете? Я знаю системы, в которых такое количество данных проходит через токосъемное кольцо, поэтому 100 пар проводов действительно выглядят слишком много.
У нас есть 48 аналоговых сигналов (измерительные сигналы от датчиков) и около 120 цифровых управляющих сигналов (где некоторые являются просто инвертированными сигналами других, некоторые другие в основном являются «эталоном»/землей — так что здесь есть место для оптимизации — нам не нужно все они)
В этом случае вам нужен мультиплексный АЦП (их много, но начните с Analog Devices, у них на самом деле 48 или 64 канала) и FPGA для цифровых. На самом деле общение может быть чем угодно. С другой стороны, я считаю, что у вас есть DSP или что-то в этом роде, поэтому вам не нужно будет превращать аналоговые сигналы обратно в аналоговые, просто используйте связь.
Система на первой стороне кабеля на самом деле представляет собой HIL-систему с FPGA и 48 АЦП/ЦАП, на другой стороне — силовая электроника и сенсорика. Две интерфейсные платы, о которых я говорю, необходимы для того, чтобы можно было соединить обе части. Это просто разводка и перераспределение, а также некоторая фильтрация и усиление на интерфейсных платах. Сложные вещи происходят за каждой интерфейсной платой. В основном у меня есть 20 различных разъемов (которые могут меняться в некоторых случаях) с одной стороны и 4 разъема DSUB-50 с другой.
В таком случае мне интересно, почему 500 евро - это проблема?
Вы когда-нибудь работали в академии? Левой части системы уже 10 лет, или она построена нами с небольшими деньгами, правая часть просто заимствована у правительства Германии, а для всего, что посередине, нам нужно повернуть каждый цент дважды ;)
Ой. Продайте один от правительства в Иран.
@GregoryKornblum позаимствовал, а не дал. Они не могут его продать.
Я пошутил, не принимайте это всерьез

Идя по пути SCSI, который начал @WooShell, они поставляются в виде длинных ленточных кабелей, а также на изображении версии из формованного пластика в сообщении @WooShell.

http://www.mouser.com/Wire-Cable/Flat-Cables/_/N-5ggm

Эта ссылка имеет варианты для новых кабелей даже длиннее 1,5 м. В частности, вариант 1,5 м имеет 50 контактов. На самом деле, на складе есть 10 штук, которые они могут отправить сразу за 18,85 долларов США. Они также отправляют на международном уровне.

Digikey.com предлагает множество вариантов электроники, включая кабели. Я не могу попасть на сайт прямо сейчас, но у них должны быть другие варианты для вас.

Использование кабеля SCSI дает вам двухрядную контактную колодку с шагом 2,54 мм, уже встроенную в кабель, вместо того, чтобы добавлять ее самостоятельно. Если по какой-то причине вы хотите последовательно подключить платы к одному кабелю, некоторые кабели SCSI также поставляются с разъемами посередине кабеля.

Есть ли недорогая альтернатива кабелям RJ45 для большого количества сигналов?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v