Berapa panjang kabel yang cocok dengan impedansi di ujung kabel menjadi penting?


8

Saya sedang membangun basis untuk PMT yang menghasilkan pulsa lebar <= 1 μs. Dalam buku pegangan PMT Hamamatsu ia menyatakan pada hal. 112 (penekanan saya):

Saat menggunakan tabung photomultiplier yang bukan tipe respon cepat atau menggunakan kabel koaksial dengan panjang pendek , resistor pencocokan impedansi tidak perlu diperlukan pada sisi tabung photomultiplier.

Mengapa panjang kabel memengaruhi kebutuhan untuk terminasi resistor, dan berapa lama resistor pencocokan impedansi pada sisi tabung photomultiplier mulai penting (untuk RG-174)?


Jawaban:


8

Aturan praktis yang saya gunakan adalah bahwa apa pun yang melebihi 1/20 dari panjang gelombang harus dianggap sebagai saluran transmisi. Dan saluran transmisi yang diakhiri dengan buruk memiliki pantulan yang mendistorsi sinyal.

Untuk mendapatkan perkiraan panjang gelombang yang cepat, saya menganggap bahwa kecepatan sinyal adalah setengah dari kecepatan cahaya (berdasarkan pengalaman dengan PCB) dan kecepatan dalam kabel serupa. Oleh karena itu, sinyal bergerak 15 sentimeter setiap nanodetik.

Satu periode 5MHz adalah 200ns, sehingga panjang gelombang sinyal listrik adalah sekitar 30 meter. Seperduapuluh dari itu adalah 1,5 meter. Perbedaannya dengan perhitungan Dave Tweed adalah:

  1. Saya menggunakan 1/20 yang merupakan faktor dua lebih kecil dari aturan praktis Dave;
  2. Saya menganggap bahwa kecepatannya adalah setengah dari kecepatan cahaya, yang merupakan faktor lain dari dua.

Karena itu saya menemukan 1,5 meter sebagai pengganti 6.

Memeriksa konstanta dielektrik PVC , saya melihat bahwa ada perbedaan besar untuk bahan yang biasa digunakan. Konstanta dielektrik dari PCB yang menggunakan FR4 untuk materialnya tepat di atas 4 (dengan akar kuadratnya 2). Saya akan mengatakan bahwa nilai tertinggi yang akan Anda gunakan dalam praktik adalah 4 sementara mungkin sekitar 3 untuk kabel.

Aturan praktis bahwa sinyal listrik bergerak pada setengah kecepatan cahaya agak pesimistis untuk kabel tetapi ok - itu berdampak pada estimasi panjang sekitar 15%. Mengenai bagian utama dari aturan (1 / 10th atau 1 / 20th) - itu tergantung pada seberapa banyak distorsi yang Anda izinkan. Saya tidak ingat berapa untuk 1/20 tetapi ada teori di baliknya (karena ada untuk 1/10) dan saya lebih suka berada di sisi yang aman.


Sekadar catatan, 5MHz memiliki panjang gelombang 60 meter, bukan 30 yang merupakan panjang gelombang 10MHz. Saya telah membuat lebih dari satu dipol untuk band 30M yaitu ~ 10.1MHz.
GB - AE7OO

Ketika saya memeriksa konstanta dielektrik kabel, mereka kira-kira sama dengan PCB di mana kecepatan sinyal sekitar setengah dari kecepatan cahaya. Ini dikonfirmasi pada papan aktual di mana 15cm terkait dengan penundaan 1ns pada jam yang masih tampak sempurna setelah penundaan seperti sebelum penundaan. 5MHz memiliki periode 200ns. 200ns * 0.15m / ns adalah 30 meter, bukan 60. Ini berlaku untuk kabel. Di ruang kosong panjang gelombang 60cm. (Kabel dielektrik kadang-kadang menutup angka 3, dan sqrt (3) = 1,73, dalam hal ini panjang gelombangnya sekitar 35cm, jadi 30cm cukup bagus).
le_top

@ GB-AE7OO Dipol Anda adalah antena di udara bebas, di mana panjang gelombangnya akan mendekati 60 meter. Tetapi isolasi kabel mengubah kecepatan sinyal.
le_top

Hah??? Saya pikir maksud Anda sebaliknya. Panjang gelombang untuk 10.1Mhz dalam ruang hampa udara / bebas adalah memberi atau mengambil 30 meter. Jenis dan bentuk dielektrik dari materi coax untuk VF, mulai dari sekitar 0,67 hingga 0,88 untuk coax umum. Saya tidak tahu bagaimana Anda bisa melihat pengurangan 10% hingga 40%. PCB ada di mana dekat sama. Itulah alasan saya tahu untuk meletakkan beberapa konektor SMA (saya punya baki dari berbagai konektor) dan menghubungkan beberapa membujuk ketika papan sedang berlekuk pada saya. Sejauh ukuran kabel berjalan, saat itulah VNA atau TDR berguna.
GB - AE7OO

Anda benar, saya membuat kesalahan. Di udara bebas, gelombang bergerak lebih cepat, jadi panjangnya lebih pendek.
le_top

5

Sebagai pedoman umum, Anda harus mulai mempertimbangkan efek saluran transmisi ketika panjang kabel mendekati λ / 10 - yaitu, 1/10 dari panjang gelombang frekuensi tertinggi dalam sinyal.

Misalnya, jika Anda memiliki waktu naik / turun pulsa pada urutan 100 ns, Anda harus memiliki kesetiaan yang baik pada 5 MHz, sehingga kabel yang lebih panjang dari 6 meter harus disesuaikan dengan impedansi.


Apakah faktor kecepatan dari coaxes dielektrik faktor dalam perhitungan panjang gelombang?
Old_Fossil

@resident_heretic: Ya, tapi kita sedang berbicara tentang aturan praktis yang kasar di sini, jadi perbedaan antara 100% dan 70% faktor kecepatan akan "hilang dalam kebisingan".
Dave Tweed
Dengan menggunakan situs kami, Anda mengakui telah membaca dan memahami Kebijakan Cookie dan Kebijakan Privasi kami.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.