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特性阻抗为50欧姆的电缆为何用万用表测试结果是无穷大阻抗

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发表于 2019-3-6 14:30 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

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在学习射频和微波的基本原理过程中,也许没有比理解特性阻抗的概念更为重要了。在https://www.eda365.com/thread-189809-1-1.html 文章中,我们也知道为何现在多使用50欧姆系统了。

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* x( Y) s5 r. s* z3 b- U* c8 S5 V
可是我们拿出一个万用表后,可以很方便的测试50欧姆电阻器,拿着这个万用表测试50欧姆电缆时,测试电缆芯和地铜皮时,得出结果往往是无穷大;测试电缆两头的电缆芯时,得到的结果是0欧姆,那50欧姆在哪儿了?
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万用表没有告诉您电缆为50欧姆的原因是它无法读取瞬时电压/电流比(dV =dI*R)。其实普通的欧姆表具有非常高的内阻,欧姆表中的任何电容将与内部电阻结合会形成非常大的时间常数。这种大的时间常数使得这种类型的仪器不可能快速响应,以便在连接欧姆表导线的那一刻“看到”在同轴线上引入的高速脉冲。

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1 U' W- O0 Z# ~+ B6 u0 Z. ?
所以我们不能使用常规的欧姆表测试方法来进行测试,于是我们将采用图2的电路方案。该电路允许我们通过切换开关来产生电流脉冲。利用电流表检查电路上的脉冲电流。
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图1
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我们将假设开关已经处于放电位置很长时间,确保同轴电缆上不存在电压。现在,如果我们将开关转到CHARGE(充电),会发生什么?此时开关将电池(+)连接到同轴电缆的中心内导体,它开始对该同轴电缆进行充电,类似于对电容器充电。然后,我们可以通过将中心导体短路到屏蔽线、关闭电池或切换开关到放电位置来放电。

2 N# Y$ O- u2 t/ C$ ~  x7 \6 z

* H7 f( y2 b' I! R& j8 v& j8 k  c
这样,通过操作图2的简单开关,我们可以在同轴电缆上引入电流“脉冲”。如果您在开关首次连接到CHARGE(充电)时测量中心导线中的电流,您将看到将达到最大值Imax = Vbat / Zo的电流脉冲,其中Zo是同轴电缆的特性阻抗,Vbat是电池电压。有时,特性阻抗也称为同轴电缆的浪涌阻抗。

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那究竟是同轴电缆的什么特性对浪涌电流形成如上式的约束关系,换句话说为什么同轴电缆不能‘立即’充电?

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为了回答这个问题,我们来对比一下一个理想电容器的充电方式和按照图1连接开关电路的同轴电缆。

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% L0 U+ {4 t" Z  y
理论上,如果把一个理想电容和一个同样理想的电源相连,在那一刻的瞬时电流将会无穷大,电容器将立即完成充电。当然这里的假设是理想电容器在电流路径中具有零电阻和零电感,并且物理长度被视为零,这样电容器立刻完成充电了。

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而我们实际的同轴线缆的等效电路图中可以看出

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图2

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有单位长度的电感分量(和电阻分量),并具有物理长度,这些因素都导致浪涌电流产生迟滞。
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推荐
发表于 2019-3-7 11:01 | 只看该作者
cq225 发表于 2019-3-6 20:05
* X- U$ }6 p/ j( @$ b- K6 O1 W9 G5米算长吗

0 h& n+ |7 U$ b- K4 z  `( p" E( T我也没用万用表测过线缆阻抗。说实话,直接用网分测更方便,末端接个50欧负载就可以了。或者直接两头往网分上一接,插损,阻抗,一下就出来了。
) V8 V' \7 A, ]( ?6 b2 K) z0 O! f- |

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2#
发表于 2019-3-6 14:59 | 只看该作者
学习了,看来要测特性阻抗,这根同轴线还是长点好,这样充电时间也长点。

点评

5米算长吗  详情 回复 发表于 2019-3-6 20:05
  • TA的每日心情
    奋斗
    2019-12-31 15:39
  • 签到天数: 5 天

    [LV.2]偶尔看看I

    3#
    发表于 2019-3-6 20:05 | 只看该作者
    从无到有 发表于 2019-3-6 14:590 y* Q2 v; w0 i3 R  Z
    学习了,看来要测特性阻抗,这根同轴线还是长点好,这样充电时间也长点。
    3 B: v$ c& A+ v4 W( j4 o2 d% F  z
    5米算长吗
    6 Q3 w. L4 s7 d- _

    点评

    我也没用万用表测过线缆阻抗。说实话,直接用网分测更方便,末端接个50欧负载就可以了。或者直接两头往网分上一接,插损,阻抗,一下就出来了。  详情 回复 发表于 2019-3-7 11:01

    该用户从未签到

    5#
    发表于 2019-3-9 15:03 | 只看该作者
    感谢楼主分享

    该用户从未签到

    6#
    发表于 2019-3-11 20:41 | 只看该作者
    假如走线无限长,信号还没来得及返回,测出来的应该就是50欧姆了

    该用户从未签到

    7#
    发表于 2019-3-13 18:00 | 只看该作者
    好像很有道理啊

    该用户从未签到

    8#
    发表于 2019-9-29 15:55 | 只看该作者
    每天进步一点点

    该用户从未签到

    9#
    发表于 2021-5-10 08:45 | 只看该作者
    特性阻抗都是结合50欧姆来定义的

    “来自电巢APP”

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