脉冲测量时电缆的终端匹配问题

    若用示波器测量含有大量的高次谐波的脉冲波形,从信号源到示波器之间必须用电缆传输。 H55S1222EFP-60M为了得到最佳传输功率,电缆的特性阻抗zc必须和信号源的输出阻抗z。相匹配;在电缆的另一端也要依据它的特性阻抗来连接,如普通同轴电缆(RG58U)的zc=~sO Ω(一般情况下脉冲发生器的输出阻抗z。也是sO Ω)。

    对于标准输人阻抗为1MΩ//20pF的示波器而言,脉冲发生器和示波器的正确连接方法如图4.2(a)所示,一个∞Ω的终端匹配电阻器在示波器外部并联于输人端。在实际测量过程中,容易产生以下两点错误:

    ①在示波器一端,除了示波器的输人阻抗之外,电缆的终端未得到匹配,  如图4.2.(b)所示。

    ②在脉冲发生器的输出端,用一个外加的sO Ω电阻器和50Ω电缆相连接,而在示波器输人端(1Mo//20pF),电缆终端未得到匹配,如图4.2,”(c)所示。三种连接方式的波形如图4.2.28所示。

    在图4.2。⒛中,上面的光迹表示错误①的结果,中间光迹表示错误②的结果,而下面的光迹表示电缆得到终端匹配时的正确结果。

    上面光迹的幅度大约是下面的两倍。因为示波器的输人阻抗对于电缆相当于开路,由于没有电流流通,所以测量到的是脉冲发生器的开路电压“s。脉冲开始时的畸变是由于示波器一端少量反射产生的,该反射为脉冲发生器所吸收。中间光迹在起始时刻,脉冲发生器输出电压升高至〃s,因50Ω匹配电阻器和50Ω的电缆阻抗相并联,总阻抗为z~sΩ,因此在起始瞬间只有σs/~s向示波器传输,由于反射使电压上升到″3σs,并且反射电压在脉冲发生器输出端遇到笏Ω电阻后,将产生下降,这个作用将重复下去,直至平衡。因这种反射作用,图中光迹比上面光迹看得清楚些。下面光迹是正确的结果,如果脉冲发生器的输出电压升高,其负载就是电缆阻抗sO Ω,经过传输延迟(1m长的电缆约延迟5m)之后,脉冲信号到达50Ω的终端匹配电阻器,脉冲信号在这里被消耗掉,不产生反射,该电压即被示波器所测量。由以上各节可知,采用不同的检波器可以组成不同的电压表。按电路结构划分为放大-检波

与检波-放大两种。现将其有关性能做一比较,如表4,2.2所示。