Koaxialkabel, Widerstand und Oszilloskop

Ich studiere die Übertragung von Signalen über Koaxialkabel; Ich benutze ein Koaxialkabel (natürlich!), ein Oszilloskop, einen Generator und einige andere Endungen. Das ist das Schema:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Mir wurde gesagt, dass, wenn ich ein sehr langes Kabel verwende, das Impedanz hat Z 0 = 50 Ω und setzen Sie am Ende einen Widerstand von 47 Ω , wird das Signal reflektiert.

Ich habe das erhalten:

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Wenn ich das richtig verstanden habe, ist die Höhe der Stufe, auf die der grüne Pfeil zeigt, die Hälfte des vom Generator gelieferten V.

Ich kann nicht verstehen, warum die Stufe, auf die der rote Pfeil zeigt, kürzer ist als die auf der anderen Seite. Und ich kann nicht verstehen, was die physikalische Bedeutung des Schrittes ist, auf den der rote Pfeil zeigt.

Dann habe ich das Kabel mit einem Kurzschluss abgeschlossen und folgendes erhalten:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Können Sie mir erklären, was an den Punkten los ist, die durch die zwei Pfeile und die gelben und roten Punkte gekennzeichnet sind?

Dann habe ich das Kabel mit einem Widerstand von 100 Ohm abgeschlossen und folgendes erhalten:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Können Sie mir erklären, warum die Stufe, auf die der grüne Pfeil zeigt, höher ist als die Stufe, auf die der rote Pfeil zeigt?

Das ist das letzte Bild:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Ich glaube nicht, dass Ihr Kabel mit 47 Ω abgeschlossen wurde - wenn es sich um ein 50-Ω-Kabel handelte, würden Sie kaum eine Reflexion sehen.
@Andyaka Mir wurde gesagt, dass der Widerstand 47 Ohm hat. Mit einer Terminierung von 50 Ohm habe ich keine Reflexion gesehen.
Das wäre bei 47R fast genauso
@Andyaka Könntest du mir erklären, warum es im Kurzschluss drei Schritte gibt? Vielen Dank!!
Reflexionen verursachen diese Dinge. Sie senden einen Impuls über ein 50-Ohm-Kabel; Wenn der Impuls das Kabelende erreicht und es sich nicht um einen 50-Ohm-Widerstand handelt, sendet er eine Reflexion zurück zum Quellimpuls. Diese Reflexion addiert / subtrahiert den Quellimpuls, der Schritte macht. Manchmal sind die Schritte linear, manchmal schwer zu erkennen.
@Andyaka Vielleicht bin ich dem Verständnis sehr nahe. :) Fügt die Reflexion dem Quellimpuls hinzu, wenn der Abschluss des Kabels ein Widerstand mit einem Widerstand von mehr als 50 Ohm ist, und wird sie subtrahiert, wenn der Abschluss kleiner als 50 Ohm ist ? Und noch eine Frage (siehe letztes Bild): Der zweite Teil scheint das Spiegelbild des ersten Teils zu sein. Ist es richtig? Was ist die Ursache?
Abhängig von der Länge des Kabels und davon, ob der Abschlusswiderstand über oder unter dem Nennwert liegt, kann er addieren oder subtrahieren. Ich werde heute versuchen, eine bessere Antwort zu geben, aber im Moment muss ich etwas anderes tun.
@Andyaka Ich werde warten :) Ich bin dir dankbar.. du bist so nett!
Hier ist eine kurze Bestätigung dessen, was Sie gesehen haben: google.co.uk/…
Wenn Sie Zugang zu einem haben und Anweisungen zu seiner Verwendung erhalten, ist ein RF-Netzwerkanalysator möglicherweise ein besseres Werkzeug zum Analysieren Ihres Kabels. Wenn Sie sich darüber informieren, wie sie funktionieren, kann dies auch bei Ihrem Projekt hilfreich sein.

Antworten (2)

Wenn am Ende des Kabels nichts angeschlossen ist, erfolgt die Reflexion in Phase, so dass eine Auslöschung in den Bereichen auftritt, in denen sich die positive Halbwelle einer Welle mit der negativen Halbwelle der anderen überschneidet. Die Dauer dieser Überlappung ist die Umlaufzeit des Signals durch das Kabel. Dies ist auf dem Foto dargestellt.

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Es sieht so aus, als ob Ihre Übertragungsleitung einen offenen Stromkreis hat!

Nach dem Austausch von Kommentaren denke ich, dass ich jetzt weiß, was passiert. Das Koaxialkabel hat tatsächlich 50 Ohm. Der verwendete Widerstand war kein 47-Ohm-Widerstand (gelb, lila, SCHWARZ), sondern ein 470-Ohm-Widerstand (gelb, lila, BRAUN). Dies erklärt, warum die Reflexion eher wie ein offenes Kabel aussieht, da sie durch einen Widerstand abgeschlossen wurde, der 10x höher ist als die Impedanz des Kabels. Die 100 Ohm waren viel näher und zeigten weniger Verzerrungen, aber sie waren immer noch doppelt so hoch wie die Impedanz. Wenn Sie sich die 100-Ohm-Kurve ansehen, hat sie eine ähnliche, aber weniger ausgeprägte Schlossform mit einer Asymmetrie zwischen der ansteigenden und der abfallenden Flanke des Impulses.

Sie erhalten den Sprung, weil diese Wellenform eine Überlagerung (Addition) des Impulses und der Reflexionen ist, die durch die Rundreise zeitlich verschoben sind . Wenn das Kabel mit 50 Ohm abgeschlossen wird, verschwinden diese Reflexionen.

Es wäre interessant zu sehen, wie dies geschieht, indem ein variabler (nicht induktiver) Widerstand verwendet wird, der hoch beginnt (z. B. 500 Ohm) und mit einem Kurzschluss endet. Die Messung der Zeitverschiebung sollte Ihnen auch eine Schätzung der Kabellänge geben, da Sie wissen, dass sich das Signal im Vakuum mit etwa 2/3 Lichtgeschwindigkeit ausbreitet. (ca. 10m pro 100nS)

http://web.physics.ucsb.edu/~lecturedemonstrations/Composer/Pages/76.18.html

Danke für deine Antwort. Ich habe versucht zu verstehen, aber ich habe nicht verstanden ... :( Um meine Zweifel besser zu erklären, habe ich die Frage bearbeitet. Wenn Sie antworten könnten, wäre ich Ihnen sehr dankbar!
Ich denke, Sie müssen erwähnen, dass sich die Bilder in Ihrer Antwort am Sendeende nach dem Sendewiderstand befanden.
@ Andy - Ich glaube, das hast du gerade getan (+1)
@Sunrise Ich beginne mich zu fragen, ob das verwendete Kabel tatsächlich 50 Ohm hat. Die 100 Ohm scheinen eine bessere Übereinstimmung zu sein, haben aber immer noch eine kleine Fehlanpassung (daher die etwas seltsam aussehende Reflexion). Probieren Sie es mit 75 Ohm aus und sehen Sie, ob es das Signal verbessert.
@JImDearden Es waren 50 Ohm, weil ich bei Verwendung eines Abschlusses von 50 Ohm keine Reflexion gesehen habe. Können Sie mir angesichts des 100-Ohm-Abschlusses helfen zu verstehen, warum die Stufe, auf die der grüne Pfeil zeigt, höher ist als die Stufe, auf die der rote Pfeil zeigt?
@JImDearden Ich habe jetzt nicht die Instrumentierung ... also kann ich die Erfahrung nicht wiederholen! :(
@sunrise Die Impedanz eines Koaxialkabels hängt überhaupt nicht von der Größe des Abschlusswiderstands ab. Sie wird aus dem Kapazitäts- und Induktivitätsbelag ermittelt. Dies wird durch das Verhältnis von Innen- und Außendurchmesser des Kabels und die Dielektrizitätskonstante des Isolators dazwischen bestimmt. ( en.wikipedia.org/wiki/Coaxial_cable ). 75-Ohm-Kabel werden üblicherweise für Fernsehantennen verwendet. Was Sie sehen, ist die reduzierte Amplitude der Reflexion an der Vorderkante (negativ) und der Hinterkante (positiv), die dem reflektierten Impuls hinzugefügt wird, der die Wellenform erzeugt. Fast, aber nicht ganz abgestimmt.
"Was Sie sehen, ist die reduzierte Amplitude der Reflexion an der Vorderkante (negativ) und der Hinterkante (positiv), die dem reflektierten Impuls hinzugefügt wird, der die Wellenform erzeugt." Könnten Sie diesen Schritt ein wenig erweitern? Ist es normal, dass der mit dem grünen Pfeil markierte Punkt höher ist als der mit dem roten Pfeil markierte Punkt? Was sind ihre physikalischen Bedeutungen? Vielen Dank!

Hier ist ein Bild davon, was passiert, wenn das Kabel nicht angeschlossen ist. Ich hoffe, dies mit einem Bild davon zu vervollständigen, was passiert, wenn das Kabel kurzgeschlossen wird, also ertragen Sie das mit mir: -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Beachten Sie, dass dies eine unvollständige Antwort ist, also haben Sie Geduld mit mir, während ich sie beende.

Vielen Dank für Ihre Antwort, auch wenn sie unvollständig ist, sie hilft mir, viele Aspekte zu verstehen! Bis jetzt :)
Koaxialkabel, Widerstand und Oszilloskop
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