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

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)?

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.

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.