Полуволновой повторитель

[Vlad_RK]

Непонятно мне, как полуволновой повторитель может согласовать выходное сопротивление с входным. И при этом независимо от волнового сопротивления самого кабеля (линии). И входное сопротивления кабеля, нагруженного на активную нагрузку, имеет только активную составляющую R.

Если взять двухпроводную линию (не коаксиал) длиной 15 λ, подключить на ее вход источник с внутренним сопротивлением R1 = 100 Ом, а на выход линии активную нагрузку R2 = 1 Ом, получится ли в данном случае согласование? Что будет в линии - только бегущая волна без отраженной (КБВ=1, КСВ=1) или процесс будет более сложный?

Если полуволновой повторитель нагрузить чисто активным сопротивлением 0.001 Ом - это же будет просто короткозамкнутая линия, бегущей волны не будет?

[Noev]

shura1959, ответил в личку...

[Noev]

Как сами видите, ни какого удваяния там нет.

http://bourabai.ru/toe/radio12.htm - вот про удвоение амплитуд.

Признаю, был не прав.
Но возникает аналогичный вопрос...

Если я правильно понял, нарушится закон сохранения энергии

Здесь http://genphys.phys.msu.ru/rus/lab/elmag/39.pdf та же тема, но с примерами коротких импульсов "постоянного тока". Стр. 8 - 13.
Там видна одна подсказка (не буду её "озвучивать" т.к. сам мог понять не правильно), которая для меня объясняет мои сомнения. И если это так, то суть разногласий в терминологии.

[Vlad_RK]

Я тут тоже кое что нашел (http://vunivere.ru/work10265/page8)



Интересно: 1) как быстро надо переключить ключ, чтобы успеть зафиксировать импульс, и 2) почему длительность импульса получится равной удвоенному времени задержки линии?

Сегодня пытался измерить параметры двухпроводного кабеля-удлинителя 2.5 мм² (29 м длиной, медный, многожильный) - ради интереса.
Емкость точно определить не получается - колеблется от ~3600 до ~3750 пФ.
А индуктивность стабильно стоит на месте, не скачет...
Измеритель: E7-22.

[Noev]

По первому вопросу: -Это должен делать электронный ключ, с соответствующим быстродействием. С алгоритмом напоминающим ждущий режим развёртки осциллографа.
По второму вопросу: - Если к своей картинке подрисуете саму линию и сравните с картинками по ссылке пост 42, то ответ не возможно не заметить. Он будет как бельмо в глазу.
Я же от комментария воздержусь.

Offтопик:
Терминология, понимаешь, дело тонкое.

[Vlad_RK]

Бедная моя голова...
При согласованной линии на входе, и разомкнутом конце, удвоение напряжения в линии будет, но не более напряжения источника питания U_вх.
Падающая волна U = 0.5 U_вх, на конце линии (после отражения) U = U_вх, и, когда отраженная волна достигнет источника, по всей линии будет U = U_вх.
И, судя по всему, это все - напряжение в линии достигло напряжения источника и более не меняется...

С полуволновым повторителем так до конца и непонятно. Если он будет закорочен на конце, то и на входе у него R = 0. Но если на его вход пустить импульс, то в начале процесса входное сопротивление повторителя будет равно его волновому сопротивлению (75 Ом для коаксиала) и не зависит от R нагрузки. И не важно, что он закорочен...
Да, с импульсами там все гораздо круче

[Noev]

При согласованной линии на входе, и разомкнутом конце, удвоение напряжения в линии будет, но не более напряжения источника питания Uвх.

Это как раз тот случай, что и описан в "http://bourabai.ru/toe/radio12.htm - вот про удвоение амплитуд." Только почему то автор не упомянул про переходной процесс. На практике в основном имеем дело с тем что изображено на следующей картинке в той же статье. По этому я и сказал что там нет удвоения. Т.е. оно там есть, но надо понимать что там удваивается.
Если линия длинней чем 1/2 и кратная, то на каждом участке будут свои колебания равной амплитуды. Это проще подсмотреть на примере гитарной струны.

Если он будет закорочен на конце,

и при этом запитан от генератора "напряжения", то там будет не только удвоение. Т.е. тот случай "где могут быть востребованы хорошие изоляторы".

[Vlad_RK]

Понадобился для эксперимента безынерционный электронный ключ, может кому попадалась схемка?

[Noev]

Возможно не совсем удачная мысль, попробовать что то на логике. Например нашу 530 серию или её зарубежный аналог покруче.
+ в том что можно реализовать практически любой алгоритм.
- не очень высокое быстродействие (потребуется увеличить длину линии. Под потолком хрущёвки почти 6 метров). При недостаточной нагрузо-способности потребуются дополнительные ключи, например КТ316, КТ363.
Это при эксперименте с импульсами. С синусом всё намного проще.

[Vlad_RK]

Мне понадобился простой ключ, с желательно крутым фронтом. Можно было бы использовать, например, реле (хороший фронт, около 5-10 нс), но тут основная проблема - дребезг контактов.
Я собрал простую схемку на RS-триггере, на двух МС: К155ЛА3 и К155ТМ2. Фронт 20 нс и дребезга нет. Но включается и выключается он вручную.


А вот короткий импульс сделать - проблема. Чтобы получить длину импульса, скажем, 30 см, то это 1 нс. Средняя задержка К155-ой серии - 20 нс, у КР531 - 5 нс. Но у меня только К155 в наличии.
Есть у меня КР531ГГ1 несколько штук - это генераторы меандра (макс. 60 МГц), не знаю можно ли на них как-то сделать одиночные импульсы... Вам, Noev, не попадалось что-либо подобное?

[Noev]

ГГ1 использовать не приходилось. Сформировать одиночный импульс на логике, без проблем. Самый короткий получится на задержках. Ещё понадобится небольшая схемка, которая будет организовывать сам алгоритм. Т.е. количество поступающих импульсов в линию, а так же временной интервал между ними. По сути некий перестраиваемый генератор. Из последовательности этих импульсов нужно выделить 1, 2 или другое нужное количество импульсов. При этом ни каких реле. Вам ещё осциллограф синхронизировать нужно. Сам не представляю как можно на осциллографе увидеть одиночный импульс такой малой длительности.
Реальное быстродействие этих микросхем немного выше, чем указанное в ТУ. Как я понимаю, Вам эту теорию хочется увидеть воочию. Так это можно сделать на более длинной линии (хотя это будет менее удобней). А в практических делах с короткими линиями придётся ограничиться теорией.

[Vlad_RK]

Осциллограф в режиме ждущей развертки позволяет увидеть импульс.
А схему формирователя короткого импульса можете дать? Желательно на 155 микросхемах.

[Noev]

не попадалось что-либо подобное?

По сути описал принцип работы цифрового частотомера.

---------- Сообщение добавлено 22.11 ---------- Предыдущее сообщение было 22.08 ----------

А схему формирователя короткого импульса можете дать?

Сам давно этим не занимался. Схемы типовые и распространенные. Если бегло в своей литературе не найду, нарисую от руки.

[Vlad_RK]

Сформировать одиночный импульс на логике, без проблем. Самый короткий получится на задержках.

Имеете в виду линию задержки в схему добавить? А я подумал только на логических элементах это можно сделать.
Да, пожалуйста изобразите, что имеете в виду.

---------- Сообщение добавлено 19.16 ---------- Предыдущее сообщение было 19.13 ----------

Вот, что-то похожее нашел. http://ilab.xmedtest.net/?q=node/6158 Оно?

[Noev]

Оно?

Да, типа того. Рис. 2, рис.3 по ссылке. Типовое решение применял для самодельного станка автомата, по рис. 3. Только у меня было всего два элемента & (2И-НЕ). Не помню что там осциллограф показывал, но счётчик ловил этот импульс отлично.
Если эту схемку чуть изменить, т.е. один из входов первого элемента отсоединить и подать на него импульсы с генератора. А на второй вход (соединённый с вторым элементом) подавать импульс который будет определять время прохождения импульсов с генератора на выход этой семы. И если этот импульс "за синхронизировать" с помощью JK триггера или счётчиком с блокировкой, то можно будет устанавливать количество импульсов которые уйдут в линию. Т.е. получится селектор. А уже после селектора, формирователь короткого импульса.
Возможно понадобятся дифференцирующие цепочки. (А может и не понадобятся, думать лень).

[Vlad_RK]

Еще не въехал в логику работы схемы. Про какое удлинение там идет речь? Мне как раз обратная задача нужна - при подаче на вход схемы одного длинного импульса схема должна выдать на выходе один короткий импульс.

Кажись, дошло Надо попробовать, интересно. Только при подаче на вход длинной "1" на выходе мне нужна короткая "1", а не "0".

А вот насколько короткий импульс на выходе можно получить?

[Noev]

Так 1 или 0, ну добавьте ещё один инвертор. Я не знаю потянет ли логика линию, возможно потребуются дополнительно транзисторные ключи.

насколько короткий импульс на выходе можно получить?

Дык, спаяйте пару элементов и на осцилл. Если там ни фига не будет видно, то можно регистрировать триггером. Но это уже будет другая проблема. В смысле что опыт не получится.
Кроме дополнительного инвертора можно применить элементы 2ИЛИ-НЕ, "полярность" поменяется.

[Vlad_RK]

Посмотрю, что на выходе будет под нагрузкой 75 Ом... В принципе импульс короткий, наносекундный, думаю ничего мксх не сделается. А вот даст ли она в линию то, что от нее требуется, это надо проверять.
Транзистор можно добавить, но это может дать дополнительную задержку...

[Noev]

под нагрузкой 75 Ом

В том то и дело, резистор в 75 Ом будет имитировать выходное сопротивление источника. 530ой тоже сильно не занимался, у меня был ограниченный набор, в основном 130 и 131 серия. Но это было в 80тых. Если удастся получить 5 нс. это 10 нс. период, т.е. почти 100 МГц. Длина волны 3 метра. +- всякие недочёты, но вроде реально. Хотя я же оговорился, что мысль может не совсем удачная.
Если транзистор и даст дополнительную задержку, то может даже и хорошо, осциллограф проще синхронизировать. Т.е. будет вариант импульс для синхронизации взять по раньше.
Собственно затраты небольшие, найти пару микросхем и пару вечеров. Не получится, и фигсней, зато попытка была. А опыт всегда пригодится.

[Vlad_RK]

Собрал формирователь импульса по вот этой схеме (на выходе добавил еще один элемент 2 И-НЕ в качестве инвертора (R - подстроечный 470 Ом, C - 100 пФ)):

и подключил его к ранее собранной схеме устранения дребезга контактов (см. выше).
Вот такие осциллограммы получил (красная - на входе формирователя, желтая - на выходе):

1. 10 Ом, 100 пФ, без нагрузки


2. 10 Ом, 100 пФ, нагрузка - 75 Ом


3. 470 Ом, 100 пФ, без нагрузки


4. 470 Ом, 100 пФ, нагрузка - 75 Ом


Не попробовал я транзистор на выходе поставить - не помню как его подключать, а интернет не работал.
Может подскажете, как правильно добавить транзистор? На выходе у меня стоит К155ЛА3, выходной импульс положительный.
Насколько высокочастотным должен быть этот транзистор? Есть КТ911В (n-p-n) где-то 1000 МГц.

[Noev]

Попробуйте ЛА6, если такая найдётся. На левой странице ЛА4, у неё инвертор такой же как и у ЛА3. Разницу отличите. Я не знаю какой у них номинал резисторов в коллекторе. Он совместно с нагрузкой может организовать верхнее плечо делителя.
А, транзистор,.. Попробуйте банальный повторитель. 911тый, эт конечно круто. В качестве повторителя я пробовал 610. 911тые то же есть но так ни разу их не применил. Там и 316того хватило бы. Даже на 315 можно попробовать, как он там приживётся.
Я не могу конкретного совета дать, сам не всё успел попробовать, да и давно это было. Может ещё кто присоединится, с свежими мозгами.