Если линия передачи сигналов имеет физическую длину L > λ, где λ = V/f – длина волны, V – скорость распространения сигнала в линии, f – частота сигнала, то такая линия называется длинной (рис. 6). Длинная линия характеризуется распределенными параметрами – погонной емкостью С, погонной индуктивностью L (емкость и индуктивность, приходящаяся на единицу длины) и волновым сопротивлением Z0. Если активными потерями в линии можно пренебречь, то линию можно представить в виде цепочки элементов L и C (рис. 7).
 |
Была собрана схема, представленная на рисунке 6, без согласующего сопротивления. Измерен период колебаний сигнала при частотах генерации 0,1 МГц (T1) и 1 МГц (T2): T1 = 10 мкс, T2 = 1 мкс.
После подсоединения согласующего переходника,
как показано на рисунке 6, измерено время t между падающим
и отраженным импульсом при частоте генератора 1 МГц: t =
2,8 ∙ 0,2 мкс = = 0,56 мкс (0,2 мкс – цена
деления шкалы X). Произведу расчет длины L длинной линии по формуле 
, приняв V равной 2 ∙ 108 
: 
.
Наблюдалось изменение фазы отраженного импульса на π при замыкании свободного конца длинной линии накоротко.
После подсоединения к свободному концу длинной линии переменного резистора R, он был отрегулирован так, что бы добиться максимального подавления отраженного импульса. Измерена мультиметром величина этого сопротивления: R = 59,2 Ом. Данное сопротивление равно волновому сопротивлению Z.
Произведено измерение времени t между падающим и отраженным импульсом при частоте генератора 1 МГц в режиме однократной развертки при запуске развертки внешним сигналом, получено такое же значение t: t = 0,56 мкс. Значит, данный метод измерения времени между падающим и отраженным импульсом равносилен методу, по которому была измерена длина длинной линии ранее.
Измерения времени t между падающим и отраженным импульсом производилось однократно, соответственно абсолютной погрешностью измерения величины этого времени составит половина цены деления шкалы времени (шкалы X) и будет равна ± 0,1 мкс.
Погрешность измерения длины длинной линии зависит от точности определения скорости распространения сигнала по проводнику и от точности измерения времени t. Если учесть, что скорость V определена точно (погрешность равна 0), то абсолютная погрешность измерения величины L составит:
.
Погрешность измерения волнового сопротивления будет зависеть от класса точности мультиметра.
В результате выполнения задания было измерено время t между падающим и отраженным импульсом при частоте генератора 1 МГц, а так же длина L длинной линии: t = (0,56 ± 0,10) мкс, L = (56 ± 10) м. Установлено, что согласующий переходник необходим для поглощения отраженного от конца линии сигнала, из-за поглощения мощности, передаваемой по линии, в сопротивлении нагрузки.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.