Kann die charakteristische Impedanz Z0 eines Leiters gemessen werden?

Wir haben ein maßgeschneidertes Datenkabel bei meiner Arbeit. Gibt es eine gute Möglichkeit, eines Kabels zu messen , oder müssen die Formeln verwendet werden? $Z_0$

Es wird versucht herauszufinden, welcher Wertabschlusswiderstand verwendet werden soll.

impedance

— Fred Basset
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Wenn Sie es nach Maß haben und die Impedanz wichtig ist, sollte es in der Spezifikation gewesen sein!

— Stevenvh

Es war keine Sonderanfertigung von mir, alle Arbeiten wurden von den Vorgängern geerbt ... wie üblich

— Fred Basset

Ist das Kabel für die Ansteuerung mit Differenzsignalen (wie Twisted Pair) oder Single-Ended (wie Koax) ausgelegt?

— Das Photon

Differential, RS-485

— Fred Basset

Antworten:

Das richtige Basiskit wird als TDR (Time-Domain Reflectometer) bezeichnet. Eine fortgeschrittenere Version wird als Two Port Network Analyzer bezeichnet . Beide sind normalerweise teure Teile des speziellen Testkits.

Sie können die Impedanz jedoch mit dem normalen Laborkit folgendermaßen messen:

Erstellen Sie Ihr eigenes TDR-Setup. Sie brauchen nur ein schnelles Oszilloskop und einen Impulsgenerator. Einen TDR finden Sie auf der Wiki-Seite. Dazu wird ein kurzer Impuls über das Kabel gesendet und die Amplitude des reflektierten Impulses gemessen.

Wenn Sie kein sehr schnelles Oszilloskop und keinen Signalgenerator haben, arbeiten Sie mit einem langen Kabel (10 m oder mehr), um sicherzustellen, dass Sie eine angemessene Verzögerung erhalten (oder Sie können den Unterschied zwischen dem einfallenden und dem reflektierten Impuls nicht erkennen) Das Kabel ist zu lang. Die Aufmerksamkeit macht es sehr schwierig, den reflektierten Impuls vom Rauschen zu unterscheiden.

Je nachdem, welche Konstruktion verwendet wird, laufen die Signale mit etwa 0,7 * Lichtgeschwindigkeit über ein Kabel.

Machen Sie dasselbe mit einem offenen Stromkreis, einem bekannten Widerstand und einem Kurzschluss, der das Kabel abschließt. Die drei Werte sollten ähnlich sein, nehmen Sie einen Durchschnitt.

Methode

Ihr Kit sollte wie folgt eingerichtet sein, obwohl auf dem Bild der Abschlusswiderstand (oder ein Kurzschluss) am hinteren Ende des Kabels fehlt.
Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Messen Sie die Höhe des Pulses hin und her (einfallend und reflektiert) und teilen Sie sie (rho). Lösen Sie dann die folgenden Gleichungen:

ρ = \frac{V. r}{V. ich}

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

Vr ist die reflektierte Spannung
Vi ist die einfallende Spannung.
Die charakteristische Impedanz ist Zo.
Die Abschlussimpedanz ist Zt

ρ = \frac{{Z.}_{t} - - Z. Ö}{{Z.}_{t} + Z. Ö}

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

Mehr dazu erfahren Sie in diesem Dokument.

— Jason Morgan
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Es gibt ein Youtube-Video, das genau das beschreibt: youtube.com/watch?v=zrDxSM91Jcg (+1 obwohl, sehr gute Antwort)

— user42875

$Z_a$ $Z_b$

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

Auch dies ist die komplexe Quadratwurzel.

Die charakteristische Impedanz ist frequenzunabhängig, aber Sie können sie nicht bei Gleichstrom messen, also nicht mit einem herkömmlichen Multimeter. Wie Telaclavo sagt, kann bei niedrigen Frequenzen die charakteristische Impedanz variieren; es wird nur über 100 kHz bis 1 MHz konstant sein. Obwohl Sie nach Möglichkeit frequenzunabhängig sind, messen Sie normalerweise mit Ihrer Arbeitsfrequenz.

— stevenvh
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Nur um darauf hinzuweisen, dass er dies bei der Häufigkeit des Interesses mit speziellen Geräten messen muss. Mit einem Ohmmeter kann er das nicht.

— Telaclavo

@ Telaclavo - natürlich, aber ich werde es meiner Antwort hinzufügen.

— Stevenvh

Es ist (meistens) frequenzunabhängig ... oberhalb einer bestimmten Frequenz, die zwischen 100 kHz und 1 MHz liegen kann. Darunter ist es sehr unterschiedlich. google.es/…

— Telaclavo

@ Telaclavo - Schon wieder :-). Übrigens, zögern Sie nicht, meine Antwort zu bearbeiten, wenn Sie der Meinung sind, dass sie verbessert / angepasst / geklärt werden muss.

— Stevenvh