È possibile misurare l'impedenza caratteristica Z0 di un conduttore?

Abbiamo un cavo dati su misura al mio lavoro, esiste un buon modo per misurare di un cavo o devono essere utilizzate le formule? $Z_0$

Cercando di capire quale valore utilizzare la resistenza di terminazione.

impedance

— bass bass
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Se l'hai fatto su misura e l'impedenza è importante, avrebbe dovuto essere nelle specifiche!

— Stevenvh,

Non è stato fatto su misura da me, tutto il lavoro ereditato dai predecessori ... come al solito

— Fred Basset,

Il cavo è progettato per essere pilotato con segnali differenziali (come doppino intrecciato) o single-ended (come coassiale)?

— Il fotone

Differenziale, RS-485

— bass basset

Risposte:

Il kit di base appropriato è chiamato TDR (riflettometro nel dominio del tempo). Una versione più avanzata si chiama Analizzatore di rete a due porte , entrambi sono solitamente costosi pezzi di kit di test specialistici.

Tuttavia, è possibile misurare l'impedenza con il normale kit di laboratorio nel modo seguente;

Crea la tua configurazione TDR; Hai solo bisogno di un oscilloscopio veloce e un generatore di impulsi. Vedere la pagina Wiki per un TDR Funziona inviando un breve impulso lungo il cavo e misurando l'ampiezza dell'impulso riflesso.

A meno che tu non abbia un oscilloscopio e un generatore di segnale molto veloci, lavora con un cavo lungo (10 o più di 10) per assicurarti un ritardo decente (o non sarai in grado di dire la differenza tra l'incidente e gli impulsi riflessi) Tuttavia, se il cavo è troppo lungo e l'attenzione renderà molto difficile distinguere l'impulso riflesso dal rumore.

A seconda della costruzione utilizzata, i segnali viaggiano lungo un cavo a circa 0,7 * la velocità della luce.

Fare lo stesso con un circuito aperto, una resistenza nota e un corto circuito che termina il cavo. I tre valori dovrebbero essere simili, prendere una media.

Metodo

L'impostazione del kit deve essere la seguente, sebbene nell'immagine manchi il resistore di terminazione (o corto) dall'estremità posteriore del cavo.
inserisci qui la descrizione dell'immagine

Misurare l'altezza dell'impulso avanti e indietro (incidente e riflesso) e dividerli (rho), quindi risolvere le seguenti equazioni:

ρ = \frac{V r}{V i}

$\rho = \frac{Vr}{Vi}$

Vr è la tensione riflessa
Vi è la tensione incidente
L'impedenza caratteristica è Zo
L'impedenza di terminazione è Zt

ρ = \frac{Z_{t} - Z o}{Z_{t} + Z o}

$\rho = \frac{Z_{t} - Z{o}}{Z_{t} + Z{o}}$

Maggiori informazioni su questo sono spiegate in questo documento.

— Jason Morgan
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Esiste un video di YouTube che descrive proprio questo: youtube.com/watch?v=zrDxSM91Jcg (+1 però, ottima risposta)

— user42875

Prendi una lunghezza del cavo, lascia l'estremità aperta e misura l'impedenza . Quindi ripetere con l'estremità del cavo in cortocircuito per ottenere . Entrambe sono impedenze complesse. L'impedenza caratteristica del cavo è $Z_a$ $Z_b$

$Z_0 = \sqrt{Z_a \times Z_b}$ .

Ancora una volta, questa è la complessa radice quadrata.

L'impedenza caratteristica è indipendente dalla frequenza, ma non è possibile misurarla a CC, quindi non con un multimetro comune. Come dice Telaclavo , alle basse frequenze l'impedenza caratteristica può variare; sarà solo costante tra 100kHz e 1MHz. Nonostante sia indipendente dalla frequenza, quando possibile, di solito misurerai alla tua frequenza di lavoro.

— stevenvh
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Solo per sottolineare che deve misurarlo alla frequenza di interesse, utilizzando attrezzature speciali. Non può farlo con un ohmmetro.

— Telaclavo,

@Telaclavo - ovviamente, ma lo aggiungerò alla mia risposta.

— Stevenvh,

È (principalmente) indipendente dalla frequenza ... al di sopra di una certa frequenza, che può essere compresa tra 100 kHz e 1 MHz. Al di sotto, varia molto. google.es/…

— Telaclavo,

@Telaclavo - Ancora una volta :-). A proposito, sentiti libero di modificare la mia risposta se pensi che debba essere migliorata / adattata / chiarita.

— Stevenvh,