КАТЕГОРИИ: Архитектура-(3434)Астрономия-(809)Биология-(7483)Биотехнологии-(1457)Военное дело-(14632)Высокие технологии-(1363)География-(913)Геология-(1438)Государство-(451)Демография-(1065)Дом-(47672)Журналистика и СМИ-(912)Изобретательство-(14524)Иностранные языки-(4268)Информатика-(17799)Искусство-(1338)История-(13644)Компьютеры-(11121)Косметика-(55)Кулинария-(373)Культура-(8427)Лингвистика-(374)Литература-(1642)Маркетинг-(23702)Математика-(16968)Машиностроение-(1700)Медицина-(12668)Менеджмент-(24684)Механика-(15423)Науковедение-(506)Образование-(11852)Охрана труда-(3308)Педагогика-(5571)Полиграфия-(1312)Политика-(7869)Право-(5454)Приборостроение-(1369)Программирование-(2801)Производство-(97182)Промышленность-(8706)Психология-(18388)Религия-(3217)Связь-(10668)Сельское хозяйство-(299)Социология-(6455)Спорт-(42831)Строительство-(4793)Торговля-(5050)Транспорт-(2929)Туризм-(1568)Физика-(3942)Философия-(17015)Финансы-(26596)Химия-(22929)Экология-(12095)Экономика-(9961)Электроника-(8441)Электротехника-(4623)Энергетика-(12629)Юриспруденция-(1492)Ядерная техника-(1748) |
Влияние длины проводника на передачу высокочастотных сигналов
Электрические линии как передаточные элементы Физические основы передачи (процессы физического 1-го уровня) Важнейшими передаточными элементами являются однородные электрические линии. В измерительных устройствах (см. рис. 1) они служат не только для прямого подключения одного элемента к другому, но и для передачи сигналов на большие расстояния. Для этого обычно используют, т.н. коаксиальные кабели. В таком кабеле проводники имеют форму цилиндров: внутреннего и внешнего, между которыми расположен цилиндрический слой диэлектрика. Электрические и магнитные поля сигналов, проходящих по такому кабелю, локализуются в пространстве между цилиндрическими проводниками, причем внешний проводник одновременно играет роль экрана защищающего сигнал от воздействия помех.
Рис. 1. а – сигнал фотодиода, подсоединенного к высокоомному входу (R0=1МОм) осциллографа; длина кабеля l=1м; б – l=11м; R0=1Мом; в – l=1м; R0=50 Ом.
Рис. 2. Сигнал быстродействующего фотодиода на конце кабеля длиной l. Волновое сопротивление кабеля согласовано с входным сопротивлением осциллографа. Полоса пропускания осциллографа равна. 1 ГГц. а – l=1 м; б – l=11 м; в – l=79 м. Тип кабеля: RС58С/U.
К сожалению, кажущаяся простота такого передаточного элемента часто приводит к тому, что передаточные характеристики электрических линий не принимают в расчет. Это может привести к грубым ошибкам при измерениях. Ниже приведены некоторые примеры таких ошибок. Пусть короткий импульс света от лазера на красителях регистрируется с помощью фотодиода, а сигнал отображается на экране быстродействующего осциллографа. На рис. 1, а показан сигнал, возникающий на экране осциллографа, если выход фотодиода подсоединить к высокоомному входу осциллографа (R0=1 МОм) с помощью обычного коаксиального кабеля длиной 1 м. Если длина кабеля равна l=11 м, то на экране осциллографа возникнет последовательность импульсов, показанная на рис. 1, б. И лишь когда полное входное сопротивление будет равно волновому сопротивлению кабеля (здесь R0=50 Ом), мы получим на экране осциллографа правильную форму импульса напряжения (рис. 1, в).
На рис. 2 показано, как влияет длина проводника на передачу высокочастотного сигнала, хотя обычно считают, что потери в так называемом высокочастотном кабеле пренебрежимо малы. Во всех трех случаях, показанных на рис. 2, волновое сопротивление кабеля было подобрано правильно. При длине кабеля l=1 м модуляция лазерного импульса еще хорошо видна на экране осциллографа (рис. 2, а). Когда длина кабеля равна l=11 м, модуляция существенно ослабляется (рис. 2, б). При длине кабеля l=79м затухание в электрической линии уже очень сильно искажает форму импульса (рис. 2, в).
Дата добавления: 2014-01-06; Просмотров: 694; Нарушение авторских прав?; Мы поможем в написании вашей работы! Нам важно ваше мнение! Был ли полезен опубликованный материал? Да | Нет |