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和光一样快,却难逃被检测的命运——同轴电缆中脉冲速度的检测

  • 发布时间:2017-07-07 15:59:07

  打开电路中的一个开关,产生的效果其实是瞬间的。实际上,电路中的电子移动速度是十分缓慢的,而电磁波却以难以想象的速度(光速)通过电路。

  本期的小实验:测量同轴电缆中的脉冲速度,使用DrDAQ数据记录仪配合着pc机及相关的软件就能组建成示波器进行简单的演示,实验中可以清楚地看出脉冲在同轴电缆中行进200m所需的时间,同时还能检测到信号衰减的全过程。

  所需设备:安装了PicoScope软件的PC、DrDAQ数据记录仪、200kHz脉冲发生器、200米同轴电缆。

  实验设置:鉴于脉冲发生器的应用有一定的限制,对信号发生器的要求相对较大,所以通过RC脉冲网络信号发生器产生100kHz方波的合适脉冲。相关电路图如下。


  1.jpg

  1、电缆的68欧姆特性平稳阻抗可以防止反射。

  2、电容器与电阻器组合并将方波变成尖锐的脉冲。

  3、同轴电缆外护套的两端要连接到地面。

  4、信号发生器需要设置约1伏的幅度。

  5、通道A在进入同轴电缆之前显示脉冲,通道B在电缆中行进200m后达到相应的脉冲,满足1μs后,相当于2x10^8m?s的速度。

  所得相关波形如下图示:

2.jpg

  结果:

  1.正峰代表方波的前沿。

  2. 周期为10μs(即100kHz频率)。

  3.蓝牙跟踪的是同轴电缆启动时的脉冲。

  4.200米行程电缆后,红色轨迹脉冲被检测。

  5.红色和蓝色之间的延时为1μs。

  6.两个通道的Y增益为500mV。

  下图示,将100kHz方波转换为脉冲视图

3.jpg

  结果

  1.在信号发生器处产生100kHz方波(蓝色迹线/通道A)。

  2.脉冲由68欧姆电阻和电容C产生。

  3.C的合适值为4700pF,可以使用替代盒。

  4.RC网络有效地区分了方波。

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