和光一樣快,卻難逃被檢測(cè)的命運(yùn)——同軸電纜中脈沖速度的檢測(cè)
打開(kāi)電路中的一個(gè)開(kāi)關(guān),產(chǎn)生的效果其實(shí)是瞬間的。實(shí)際上,電路中的電子移動(dòng)速度是十分緩慢的,而電磁波卻以難以想象的速度(光速)通過(guò)電路。
本期的小實(shí)驗(yàn):測(cè)量同軸電纜中的脈沖速度,使用DrDAQ數(shù)據(jù)記錄儀配合著pc機(jī)及相關(guān)的軟件就能組建成示波器進(jìn)行簡(jiǎn)單的演示,實(shí)驗(yàn)中可以清楚地看出脈沖在同軸電纜中行進(jìn)200m所需的時(shí)間,同時(shí)還能檢測(cè)到信號(hào)衰減的全過(guò)程。
所需設(shè)備:安裝了PicoScope軟件的PC、DrDAQ數(shù)據(jù)記錄儀、200kHz脈沖發(fā)生器、200米同軸電纜。
實(shí)驗(yàn)設(shè)置:鑒于脈沖發(fā)生器的應(yīng)用有一定的限制,對(duì)信號(hào)發(fā)生器的要求相對(duì)較大,所以通過(guò)RC脈沖網(wǎng)絡(luò)信號(hào)發(fā)生器產(chǎn)生100kHz方波的合適脈沖。相關(guān)電路圖如下。

1、電纜的68歐姆特性平穩(wěn)阻抗可以防止反射。
2、電容器與電阻器組合并將方波變成尖銳的脈沖。
3、同軸電纜外護(hù)套的兩端要連接到地面。
4、信號(hào)發(fā)生器需要設(shè)置約1伏的幅度。
5、通道A在進(jìn)入同軸電纜之前顯示脈沖,通道B在電纜中行進(jìn)200m后達(dá)到相應(yīng)的脈沖,滿足1μs后,相當(dāng)于2x10^8m?s的速度。
所得相關(guān)波形如下圖示:

結(jié)果:
1.正峰代表方波的前沿。
2. 周期為10μs(即100kHz頻率)。
3.藍(lán)牙跟蹤的是同軸電纜啟動(dòng)時(shí)的脈沖。
4.200米行程電纜后,紅色軌跡脈沖被檢測(cè)。
5.紅色和藍(lán)色之間的延時(shí)為1μs。
6.兩個(gè)通道的Y增益為500mV。
下圖示,將100kHz方波轉(zhuǎn)換為脈沖視圖

結(jié)果
1.在信號(hào)發(fā)生器處產(chǎn)生100kHz方波(藍(lán)色跡線/通道A)。
2.脈沖由68歐姆電阻和電容C產(chǎn)生。
3.C的合適值為4700pF,可以使用替代盒。
4.RC網(wǎng)絡(luò)有效地區(qū)分了方波。
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