¿Por qué una ola no ingresa a un cable? Entendiendo TDR (Reflectometría de Dominio de Tiempo)

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He estado realizando algunas medidas de TDR (Reflectometría en el dominio del tiempo) que involucran el envío de pulsos gaussianos a través de un cable y la medición del parámetro s11 (reflexión).

En esta medida, pude ver que a partir de cierta frecuencia, la mayor parte del pulso se reflejó en el comienzo del cable y no entró (o no pareció) entrar en el cable. Esta reflexión se produce debido a la diferencia de la impedancia del cable y la impedancia de la fuente, pero parece ser más importante en las frecuencias más altas.

El efecto de la onda que no entra en el cable también se debió parcialmente a la mayor atenuación en las frecuencias más altas. De todos modos, el pico de la reflexión al principio también fue mucho mayor en las frecuencias más altas.

Entonces ...

¿Se debe a que la onda no se puede contraer (o refractar) en el cable por su pequeña longitud de onda?

¿O es porque la diferencia entre las impedancias de la fuente y el cable ha aumentado, por lo que el coeficiente de reflexión ha aumentado? Si ambas impedancias dependen de la frecuencia, la diferencia no debería aumentar tanto, ¿o qué?

25MHz

250MHz

1GHz

    
pregunta Xabi

2 respuestas

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He estado realizando algunas medidas de TDR (Reflectometría en el dominio del tiempo) que involucran el envío de pulsos gaussianos a través de un cable y la medición del parámetro s11 (reflexión).

Pero en los comentarios usted dice que la fuente de su señal es un VNA.

Un VNA no puede hacer la medición que usted describe. No puede producir un pulso gaussiano.

Lo que puede hacer es producir estímulos sinusoidales a diferentes frecuencias. Luego haga un barrido de la frecuencia para obtener el parámetro de dispersión S 11 .

Luego puede hacer un análisis matemático para decirte cómo se vería la reflexión en el dominio del tiempo, asumiendo que el sistema es lineal.

  

Pude ver que a partir de cierta frecuencia, la mayor parte del pulso se reflejó en el comienzo del cable y no entró (o no pareció) entrar en el cable. Esta reflexión se produce debido a la diferencia de la impedancia del cable y la impedancia de la fuente, pero parece ser más importante en las frecuencias más altas.

Si está viendo una reflexión dependiente de la frecuencia, entonces algo en su sistema no tiene un comportamiento consistente en las frecuencias. Algunas posibilidades son

  • Su línea de transmisión no está manteniendo su impedancia característica en altas frecuencias. También puede convertirse en una línea de transmisión multimodo a frecuencias suficientemente altas.

  • Sus conectores no son ideales para frecuencias más altas. Pueden tener algún exceso de capacitancia o inductancia que cause un reflejo. El exceso de capacitancia en derivación causaría una reflexión negativa en las frecuencias altas y el exceso de inductancia en serie causaría una reflexión positiva en las frecuencias altas, cuando se ve en un TDR. Sin embargo, es posible que los parásitos de un conector no sean lo suficientemente simples para modelar con un solo elemento parásito.

  • Es poco probable que, si realiza pruebas con un VNA, la fuente no funcione de manera consistente en las frecuencias que puede producir. Sin embargo, si no calibró el sistema correctamente (es mejor una calibración de carga corta abierta, pero incluso una calibración de respuesta corta probablemente esté bien si no necesita una precisión perfecta) podría ver algunos problemas.

Editar

Gracias por incluir las parcelas.

Lo que está viendo no es que la reflexión sea diferente en diferentes frecuencias, sino que, de la forma en que está midiendo, está filtrando efectivamente la respuesta con un filtro de paso bajo. A medida que reduce la frecuencia de corte de este filtro, borra el reflejo a tiempo. Pero no está agregando energía al reflejo, por lo que la amplitud máxima tiene que disminuir a medida que aumenta el ancho del pulso.

Si tiene un VNA y quiere ver cómo la reflexión depende de la frecuencia, sería más claro simplemente trazar | S 11 | Frecuencia vs.

    
respondido por el The Photon
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Estoy observando cosas similares con mi FDR . A frecuencias de barrido más altas, las discontinuidades de impedancia son más evidentes. Creo que es porque las frecuencias más bajas son más tolerantes porque la longitud de onda es mucho más grande que la característica que causa la discontinuidad.

    
respondido por el Charles J Gervasi

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