可以测量导体的特性阻抗Z0吗?

电器工程 阻抗
2022-01-30 02:19:51

我们有一个定制的数据线在我的工作中,有什么好的方法来测量电缆的 \$Z_0\$,还是必须使用公式?

试图找出使用什么值的终端电阻。

2个回答

合适的基本套件称为TDR(时域反射计)。更高级的版本称为双端口网络分析仪,两者通常都是昂贵的专业测试套件。

但是,您可以通过以下方式使用普通实验室套件测量阻抗;

建立您自己的 TDR 设置;您只需要一个快速示波器和一个脉冲发生器。请参阅TDR 的 Wiki 页面 这通过沿电缆发送短脉冲并测量反射脉冲的幅度来工作。

除非您有非常快的示波器和信号发生器,否则请使用长电缆(10 米或更长)以确保获得适当的延迟(否则您将无法分辨入射脉冲和反射脉冲之间的区别)但是如果电缆太长,注意会使反射脉冲与噪声区分开来非常困难。

根据使用的结构,信号以大约 0.7 * 光速沿电缆传输。

对开路、已知电阻和端接电缆的短路执行相同操作。这三个值应该相似,取平均值。

方法

您的套件设置应如下所示,尽管图片缺少电缆尾端的终端电阻(或短路)。
在此处输入图像描述

测量输出和返回脉冲(入射和反射)的高度并将它们除以 (rho),然后求解以下方程:

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

Vr 是反射电压
Vi 是入射电压
特性阻抗是 Zo
终端阻抗是 Zt

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

本文档中对此进行了详细说明。

取一段电缆,将一端打开,然后测量阻抗 \$Z_a\$。然后重复将电缆端短路以获得\$Z_b\$。两者都是复阻抗。你的电缆的特性阻抗是

\$ Z_0 = \sqrt{Z_a \times Z_b} \$。

同样,这是复平方根。

特性阻抗与频率无关,但不能在直流下测量,所以不能用普通万用​​表。就像Telaclavo所说,在低频下,特性阻抗可能会发生变化。它只会在 100kHz 至 1MHz 以上保持恒定。尽管尽可能与频率无关,但您通常会以您的工作频率进行测量。