Преобразования импульсов с применением коаксиальных кабелей

[Vlad_RK]

Возникла у меня проблема с получением импульса заданной длительности.
В теории все красиво: "С помощью отрезков коаксиальных кабелей заданной длины можно формировать импульсы и задержки определенной длительности, а также осуществлять трансформацию напряжения.

Сопротивление ri должно быть согласовано с двумя параллельно включенными линиями, то есть ri=ρ/2. Задержка задается длиной линии 2, а длительность импульса – удвоенной длиной линии 1."

Но в реале такого четкого импульса я получить не могу, получается что-то ступенчатое из-за многократных отражений.
Сделал модель в микрокапе,



вот такой результат получается:



Подскажите, в чем проблема - исходная схема неверна или я что-то делаю неправильно?

[scarp]

Там нельзя убрать заземление нагрузок (это не лишнее), будет ошибка и симуляция просто не запустится.

Для корректной работы симулятора соедините с землей через резистор большого номинала.

[Сухоруков Сергей]

Понятия не имею.

Это плохо. И омметр тут не при делах.

Если верить "букварю", то источник вместе с R1 у Вас по схеме должны дать 75/3=37,5 Ом.

сможете найти ошибку в пдфке данной в посте 3 этой темы?

Вы хотите сказать, что источник должен выдавать ступеньку тока?

---------- Сообщение добавлено 17:21 ---------- Предыдущее сообщение было 17:20 ----------

Для корректной работы симулятора соедините с землей через резистор большого номинала.

Кстати, да.

[Vlad_RK]

Для корректной работы симулятора соедините с землей через резистор большого номинала.

Можно, но в данном случае смысла я не вижу.

[Noev]

Вы хотите сказать, что источник должен выдавать ступеньку тока?

Нет. Я хотел намекнуть, что короткозамкнутый отрезок линии не согласован ни по входу, ни по выходу. Вот там и гуляет отражёнка с постепенным затуханием на резисторах.
Печатное слово давит на психику. А вот Факел не постеснялся, пост 2.

[Сухоруков Сергей]

Нет. Я хотел намекнуть, что короткозамкнутый отрезок линии не согласован ни по входу, ни по выходу.

Т.е., инверсный сигнал из этого отрезка частично отражается обратно, и "гуляет" туда-сюда, пока не затухнет. Похоже на то.

[Noev]

Похоже на то.

Есть такая мысль. Но печатное слово... Вот и хотел что б кто то по авторитетней подтвердил или опроверг.

[Vlad_RK]

Сигнал из короткозамкнутого отрезка линии полностью отражается от КЗ конца линии, возвращается обратно и гаснет на Ri. И так и происходит, если линия одна.
Идея в чем: пока сигнал от генератора идет по КЗ линии туда и обратно, он же идет и по другой линии к Rн. А как только отраженный сигнал (по КЗ линии) приходит к Ri - выход генератора закорачивается и по второй линии к Rн ничего не идет. И получается импульс из ступеньки. Или таким способом можно вырезать нужный кусок (и определенной длительности) из какого-либо сигнала и передавать по линии задержки к Rн.
Это в теории.
А на практике что происходит, когда сигнал по КЗ линии возвращается к Ri? В этой точке присутствует не только Ri (37.5 Ом), но и входное сопротивление второй линии (линии задержки) в 75 Ом. И происходит отражение. Отсюда и ступенчатый импульс вместо одиночного. Но я никак не могу сообразить, как погасить отраженный сигнал...

[indus]

В книге "Приёмные телевизионные антенны. Онищенко И.П." согласование нагрузок резисторами показано так:


Ещё - короткий импульс, отразившись от короткого замыкания в кабеле, возвращается перевёрнутым, а при отражении от обрыва не переворачивается.
Вот картинки с экрана кабельного рефлектометра при коротком замыкании в кабеле и при обрыве:

А вот какое будет отражение при подаче в закороченную линию ступеньки ... Скорее всего тоже перевёрнутый всплеск.

[Vlad_RK]

А вот какое будет отражение при подаче в закороченную линию ступеньки

Будет импульс.
Вот тут посмотрите: https://forum.vegalab.ru/showthread....=1#post2116695

[indus]

Может, для согласования взять/сделать 100_Ом-ную линию в качестве короткозамкнутой (25+75) и подключить как-то так:

Это если генератор тоже 75_Ом-ный.
Наверно, если померять размах сигнала на выходе генератора без нагрузки и с нагрузкой, то по разнице можно прикинуть выходное сопротивление генератора.

[Сухоруков Сергей]

возвращается обратно и гаснет на Ri.

С чего бы? Этот сигнал попадает на паралелльно соединенные 37,5 и 75 Ом. Частично попадает на вторую линию, частично отражается обратно к короткозамкнутому концу. Вход этого отрезка линии для отраженного от короткозамкнутого конца сигнала является выходом. И получается, что сигнал выходит из линии с ро=75 Ом и попадает на 37,5//75. Ясный перец, что отражения не избежать.

[Vlad_RK]

С чего бы?

А что я там дальше написал?

И так и происходит, если линия одна.

Вот в том-то и дело, что отражается от второй линии (линии задержки) 75 Ом.

[Сухоруков Сергей]

А что я там дальше написал?

Выходит, схема из "букваря" не работает так, как задумано и как нарисовано на картинке. Задний фронт оказывается размазанным.

[Vlad_RK]

Наверно, если померять размах сигнала на выходе генератора без нагрузки и с нагрузкой, то по разнице можно прикинуть выходное сопротивление генератора.

Я тут вспомнил, как меряют внутреннее сопротивление аккумулятора, попробовал применить этот способ.


На выходе Voltage Source напряжение установившейся ступеньки.
Ri₁ = 50 Ом, I₁ = 66.9 мА, U₁ = 3.920 В.

Уменьшаю Ri, например, вдвое, подключая параллельно второй резистор:
Ri₂ = 25 Ом, I₂ = 120 мА, U₂ = 2.721 В.

dU = 3.920 В - 2.721 В = 1.199 В.
dI = 120 мА - 66.9 мА = 53.1 мА.
R_вн = dU / dI = 1.199 В / 0.0531 А = 22.58 Ом.

Вроде так? Получилось, что R_вн = 22.58 Ом. Ну, приблизительно...

[indus]

Статические характеристики вряд-ли совпадут с динамическими. В общем, я глупость сморозил. Проще будет подобрать последовательное сопротивление по отсутствию отражений. У вас для этого в схеме формирователя есть R9,R10. В схеме того же кабельного рефлектометра просто выбирается нужный выход:

[Vlad_RK]

Может, для согласования взять/сделать 100_Ом-ную линию в качестве короткозамкнутой (25+75) и подключить как-то так:

Нет, так не получается - те же ступеньки отражений. Их даже больше стало.
Но идея поиграть не только с резисторами, а еще и с волновыми сопротивлениями кабелей мне понравилась, спасибо.

Попробовал КЗ линию сделать 37.5 Ом, а Ri = 75 Ом, и линия задержки тоже 75 Ом, и сработало!



Вот такой импульс получился (1/4 от напряжения источника 5В):


Задержка 57.56 нс, т.е. как и должно быть для кабеля длиной 11.3 м (~5 нс/м). Есть небольшое затухание (хотя я сопротивление кабеля на глаз принял 24 мОм/м).
То есть все, как положено.

[Сухоруков Сергей]

Подумал над Вашей задачкой и могу предложить такой вариант формирователя. Разомкнутая на конце линия подключена к источнику питания Е через сопротивление Ri>>ро и заряжена до Е. С помощью ключа к линии подключается нагрузка Rн=ро. В длинной линии формируется отрицательная волна, которая отражается от разомкнутого конца и поглощается на нагрузке. Длительность импульса, как и положено, будет задаваться удвоенной электрической длиной кабеля. Попробуйте помоделировать.

Если между ключом и нагрузкой включить вторую линию, получите задержку, пропорциональную длине второй линии.

[Vlad_RK]

Я не понял схемы. Разомкнутая на конце линия - она так и остается разомкнутой или к тому концу подключается нагрузка?
Какую схему вы имеете в виду?

[Noev]

Полагаю что Сергей имел ввиду именно эту схему, которую Вы изобразили постом выше. Теперь продлите её ещё такой же, как в первом посте. Что бы ключ привязать к земле, перенесите его в другой конец резистора.

---------- Сообщение добавлено 17:55 ---------- Предыдущее сообщение было 17:54 ----------

Разомкнутая на конце линия - она так и остается

Подразумевалось начало.

---------- Сообщение добавлено 17:56 ---------- Предыдущее сообщение было 17:55 ----------

Какую схему вы имеете в виду?

Верхнею

[Vlad_RK]

Чтобы понятнее было - нарисуйте схему, на словах я не соображу.

По схемам из моего предыдущего поста.
Первая:




Вторая:



Какое сопротивление R1 не сказано, поставил, как и в первой схеме 75 МОм. Но вот напряжения получаются в микровольтах да нановольтах...