¿Se puede medir la impedancia característica Z0 de un conductor?

El kit básico adecuado se llama un TDR (reflectómetro de dominio de tiempo). Una versión más avanzada se llama Analizador de red de dos puertos , ya que ambos suelen ser piezas caras de un kit de prueba especializado.

Sin embargo, puede medir la impedancia con un kit de laboratorio normal de la siguiente manera;

Construye tu propia configuración de TDR; Solo necesitas un osciloscopio rápido y un generador de pulsos. Consulte La página de Wiki para un TDR Esto funciona al enviar un breve impulso por el cable y medir la amplitud del reflejo. pulso.

A menos que tenga un osciloscopio y un generador de señales muy rápidos, trabaje con un cable largo (10's de m o más) para asegurarse de que reciba un retraso decente (o no podrá distinguir la diferencia entre los impulsos incidentes y reflejados) ) Sin embargo, si el cable es demasiado largo, la atención hará muy difícil distinguir el pulso reflejado del ruido.

Dependiendo de la construcción que se use, las señales viajan por un cable a aproximadamente 0.7 * la velocidad de la luz.

Haga lo mismo con un circuito abierto, una resistencia conocida y un cortocircuito que termina el cable. Los tres valores deben ser similares, tomar un promedio.

Método

La configuración de su kit debe ser la siguiente, aunque a la imagen le falta la resistencia de terminación (o corta) del extremo de la cola del cable.

Mida la altura del pulso hacia fuera y hacia atrás (incidente y reflejado) y divídalos (rho), luego resuelva las siguientes ecuaciones:

$$ \ rho = \ frac {Vr} {Vi} $$

Vr es el voltaje reflejado
Vi es el voltaje incidente
La impedancia característica es Zo
La impedancia de terminación es Zt

$$ \ rho = \ frac {Z_ {t} - Z {o}} {Z_ {t} + Z {o}} $$

Más información sobre esto se explica en este documento.

Tome un trozo de cable, deje el extremo abierto y mida la impedancia \ $ Z_a \ $. Luego repita con el extremo del cable cortocircuitado para obtener \ $ Z_b \ $. Ambas son impedancias complejas. La impedancia característica de su cable es

\ $ Z_0 = \ sqrt {Z_a \ times Z_b} \ $.

De nuevo, esta es la raíz cuadrada compleja.

La impedancia característica es independiente de la frecuencia, pero no se puede medir en DC, así que no con un multímetro común. Como dice Telaclavo , a bajas frecuencias, la impedancia característica puede variar; solo será constante por encima de 100kHz a 1MHz. A pesar de ser independiente de la frecuencia siempre que sea posible, generalmente medirá a su frecuencia de trabajo.