Impedanzanpassung mit unbekanntem Filter

Meine Frage bezieht sich auf die Impedanzanpassung bei Verwendung eines Funktionsgenerators und eines Oszilloskops, um eine Art von passivem Filter zu identifizieren, dh Tiefpass, Hochpass usw.

Wenn ich einen Funktions-Sweep von einem Funktionsgenerator mit einer Ausgangsimpedanz von 50 Ohm an das DUT (unbekanntes Filter) ausgebe und der Ausgang des DUT an ein Oszilloskop mit einer Eingangsimpedanz von 50 Ohm angeschlossen ist, brauche ich noch etwas zusätzlich Komponenten zur Impedanzanpassung?

Die minimalen und maximalen Frequenzen des Sweeps würden durch die minimalen und maximalen messbaren Frequenzen des Oszilloskops bestimmt. Zusätzlich werden BNC-Anschlüsse verwendet, um die Geräte anzuschließen.

Welche Frequenzen werden verwendet? Über 100 MHz oder so wird alles schwieriger. Können Sie auch einen hochohmigen Oszilloskopeingang anstelle eines 50-Ohm-Eingangs verwenden? Andererseits ist das, was Sie beschreiben, sehr ähnlich zu dem, was ein Netzwerkanalysator tut, und seine Eingänge haben im Allgemeinen alle 50 Ohm.
Danke für Ihre Antwort. Wäre ich sicher, nur einen nicht invertierenden Operationsverstärker mit Einheitsverstärkung als Pufferstufe zwischen dem Funktionsgenerator und dem DUT sowie zwischen dem DUT und dem Oszilloskop hinzuzufügen?
Sie können einen Netzwerkanalysator für etwa 1.200 USD pro Monat mieten, gut für 9 KHZ bis 6 GHZ oder so. Begrenzen Sie den Frequenzbereich nach Möglichkeit auf weniger als 50 MHz, sodass eine 50-Ohm-Last nicht zwingend erforderlich ist. Verwenden Sie denselben Koaxialkabeltyp für Signal und Messung, damit Sie Ihren Tests keine „Unbekannten“ hinzufügen.

Antworten (2)

Filter sind so ausgelegt, dass sie nur mit einer bestimmten Quellenimpedanz und einer bestimmten Lastimpedanz funktionieren. Die häufigsten Fälle sind:

  • in Audiofrequenzen: Quellenimpedanz = 0 Ohm (z. B. <10 Ohm), Lastimpedanz = Unendlich (z. B. > 10 KOhm)

  • bei Funkfrequenzen (z. B. > 10 MHz): 50 Ohm an beiden Enden

Im Allgemeinen müssen diese Impedanzen nicht sehr genau sein (z. B. für Hochfrequenzen: 10% Fehler sollten in den meisten Fällen kein Problem darstellen).

Wenn Sie in Ihrem Fall nicht wissen, für welche Impedanzen das Filter ausgelegt ist, und außerdem keine Vorstellung davon haben, welche Übertragungsfunktion Sie erhalten sollten, kann das Problem beliebig schwierig werden.

Hoffe dein Filter ist irgendwie klassisch (50 Ohm, Tchebychev & Co)

Ihre Instrumente sind mit angepassten Eingangs- und Ausgangsimpedanzen am empfindlichsten, obwohl Messgeräte im Allgemeinen mit erheblichen Fehlanpassungen umgehen können und dennoch gute Ergebnisse liefern.

Die Impedanzanpassung wird aufgrund der Tatsache bevorzugt, dass Messgeräte im Allgemeinen bei hohen Leistungspegeln am genauesten sind und dass die maximale Leistungsübertragung erfolgt, wenn die Quellen- und Lastimpedanzen gleich sind. Eine weitere Schwierigkeit besteht darin, dass bei hohen Frequenzen Reflexionen von Signalen an Impedanzsprüngen ziemlich signifikant werden. Diese Reflexionen werden reduziert, wenn Impedanzen angepasst werden.

Ein weiteres zu berücksichtigendes Problem ist die Anzahl der Messungen, die Sie durchführen müssen. Ein 2-Port-Netzwerk (eines mit „Eingang“ und „Ausgang“) wird mit einem Satz von vier komplexen Werten beschrieben. Sie müssen eine Messung für die Eingangsimpedanz, die Ausgangsimpedanz, die Vorwärtsverstärkung und die Rückwärtsverstärkung Ihres Filters entwickeln. Dazu müssen vier getrennte Messungen durchgeführt werden. Jede Messung sollte eine Betrags- und Phasenverschiebung aufzeichnen.