脈沖測量時電纜的終端匹配問題

    若用示波器測量含有大量的高次諧波的脈沖波形,從信號源到示波器之間必須用電纜傳輸。 H55S1222EFP-60M為了得到最佳傳輸功率,電纜的特性阻抗zc必須和信號源的輸出阻抗z。相匹配;在電纜的另一端也要依據它的特性阻抗來連接,如普通同軸電纜(RG58U)的zc=~sO Ω(一般情況下脈沖發生器的輸出阻抗z。也是sO Ω)。

    對于標準輸人阻抗為1MΩ//20pF的示波器而言,脈沖發生器和示波器的正確連接方法如圖4.2(a)所示,一個∞Ω的終端匹配電阻器在示波器外部并聯于輸人端。在實際測量過程中,容易產生以下兩點錯誤:

    ①在示波器一端,除了示波器的輸人阻抗之外,電纜的終端未得到匹配,  如圖4.2.(b)所示。

    ②在脈沖發生器的輸出端,用一個外加的sO Ω電阻器和50Ω電纜相連接,而在示波器輸人端(1Mo//20pF),電纜終端未得到匹配,如圖4.2,”(c)所示。三種連接方式的波形如圖4.2.28所示。

    在圖4.2。⒛中,上面的光跡表示錯誤①的結果,中間光跡表示錯誤②的結果,而下面的光跡表示電纜得到終端匹配時的正確結果。

    上面光跡的幅度大約是下面的兩倍。因為示波器的輸人阻抗對于電纜相當于開路,由于沒有電流流通,所以測量到的是脈沖發生器的開路電壓“s。脈沖開始時的畸變是由于示波器一端少量反射產生的,該反射為脈沖發生器所吸收。中間光跡在起始時刻,脈沖發生器輸出電壓升高至〃s,因50Ω匹配電阻器和50Ω的電纜阻抗相并聯,總阻抗為z~sΩ,因此在起始瞬間只有σs/~s向示波器傳輸,由于反射使電壓上升到″3σs,并且反射電壓在脈沖發生器輸出端遇到笏Ω電阻后,將產生下降,這個作用將重復下去,直至平衡。因這種反射作用,圖中光跡比上面光跡看得清楚些。下面光跡是正確的結果,如果脈沖發生器的輸出電壓升高,其負載就是電纜阻抗sO Ω,經過傳輸延遲(1m長的電纜約延遲5m)之后,脈沖信號到達50Ω的終端匹配電阻器,脈沖信號在這里被消耗掉,不產生反射,該電壓即被示波器所測量。由以上各節可知,采用不同的檢波器可以組成不同的電壓表。按電路結構劃分為放大-檢波

與檢波-放大兩種。現將其有關性能做一比較,如表4,2.2所示。