Измерение параметров коаксиального кабеля

оборудование и методы измерений
Post Reply
UR5FFR
Site Admin
Posts: 2187
Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Позывной: UR5FFR
Location: Odessa

Измерение параметров коаксиального кабеля

Post by UR5FFR »

Измерить коэффициент укорочения коаксиального кабеля (или произвольной линии) с известным волновым сопротивлением можно по следующей формуле: K = R * C * c, где R - волновое сопротивление кабеля (Ом), C - емкость одного метра кабеля (Ф), а 'c' - скорость света (м/с). После сокращений формула приобретает более практичный вид: K = Rом * Спф/м * 0.0003. Т.е. для измерения коэффициент укорочения достаточно знать волновое сопротивление кабеля и измерить его погонную емкость.

Коэффициент укорочения кабеля обычно больше единицы. Еще используют velocity factor который меньше единицы. Связаны они следующей формулой

Velocity Factor = 1 / K

Для грубой оценки волнового сопротивления кабеля можно ориентироваться на его погонную емкость.
В 50 омных кабелях ёмкость в районе 95-102 пф/м. В 75 омных - 55-67 пф/м. При емкости 44 пф/м мы имеем дело с 90 омным кабелем. Емкость 33 пф/м соответствует 125ти омному кабелю.

Для точного определения волнового сопротивления потребуется измеритель индуктивности. Проводим два замера для одного и того же куска кабеля - его емкость при разомкнутом конце и индуктивность при замкнутом. Волновое сопротивление находим с помощью простой формулы
scs1-186.png
scs1-186.png (2.43 KiB) Viewed 1044 times
UR5FFR
Site Admin
Posts: 2187
Joined: 21 Apr 2012, 22:00
Позывной: UR5FFR
Location: Odessa

Re: Измерение параметров коаксиального кабеля

Post by UR5FFR »

Если есть векторный анализатор то измерение параметров кабеля существенно упрощаются. Необходимо взять отрезок кабеля и измерить его комплексный импеданс при разомкнутом и закороченом конце. Далее используем формулы из аппноута Agilent.
agilent_cable_measurement.jpg
В результате получаем волновое сопротивление и затухание. Для получения коэффициента укорочения необходимо воспользоваться следующей формулой

Velocity Factor = 2 * PI * Frequency / (betta * C_SPEED)

здесь C_SPEED - скорость света м/с, Frequency - частота в Гц.

Достаточно часто встает вопрос о затухании кабеля на некоторой частоте. В характеристиках на кабель производитель обычно приводит величину затухания для нескольких частот, которые достаточно далеки от интересующих нас.
Можно воспользоваться следующей приближенной формулой для определения потерь в dB/m
cable loss approximation.png
cable loss approximation.png (4.6 KiB) Viewed 1041 times
Коэффициенты K1 и K2 легко определить имея два значения погонного затухания для различных частот. Эти данные можно взять из характеристик кабеля. Пусть мы знаем что на частоте Freq1 кабель имеет затухание Att1, а на частоте Freq2 - соответственно Att2.
Тогда решая систему уравнений получим такие значения для коэффициентов

K2 = (Att2*Sqrt(Freq1)-Att1*Sqrt(Freq2))/(Freq2*Sqrt(Freq1)-Freq1*Sqrt(Freq2))
K1 = (Att1-K2*Freq1)/Sqrt(Freq1)

Тут Sqrt - квадратный корень.
Зная коэффициенты K1 и K2 мы можем рассчитать затухание для любой требуемой частоты.
Post Reply