¿A qué longitud del cable se vuelve importante la adaptación de la impedancia en los extremos del cable?

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Estoy construyendo una base para un PMT que emite pulsos de ancho < = 1 µs. En el manual de PMT de Hamamatsu, se indica en la página. 112 (énfasis mío):

  

Cuando se utiliza un tubo fotomultiplicador que no es un tipo de respuesta rápida o un cable coaxial con una longitud corta , no se requiere necesariamente una resistencia de adaptación de impedancia en el lado del tubo fotomultiplicador.

¿Por qué la longitud del cable afecta la necesidad de resistencias de terminación, y a qué longitud comienza a importar la resistencia de adaptación de impedancia en el lado del tubo del fotomultiplicador (para RG-174)?

    
pregunta Alex

2 respuestas

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La regla de oro que utilizo es que cualquier cosa que exceda 1/20 de la longitud de onda debe considerarse una línea de transmisión. Y las líneas de transmisión terminadas incorrectamente tienen reflejos que distorsionan la señal.

Para obtener una aproximación rápida de la longitud de onda, considero que la velocidad de una señal es la mitad de la velocidad de la luz (según la experiencia con PCB) y que la velocidad en un cable es similar. Por lo tanto, la señal viaja 15 centímetros cada nanosegundo.

Un período de 5 MHz es de 200 ns, por lo que la longitud de onda de la señal eléctrica es de unos 30 metros. Una vigésima parte de eso es 1.5 metros. La diferencia con el cálculo de Dave Tweed es que:

  1. Uso 1 / 20th, que es un factor de dos más pequeño que la regla de oro de Dave;
  2. Considero que la velocidad es la mitad de la velocidad de la luz, que es otro factor de dos.

Por lo tanto, encuentro 1.5 metros en lugar de 6.

Al revisar las constantes dieléctricas de PVC , veo que hay una gran variación para los materiales de uso común. La constante dieléctrica de una PCB que usa FR4 para su material está justo por encima de 4 (con la raíz cuadrada siendo 2). Yo diría que el valor más alto que usarás en la práctica es 4, mientras que puede ser alrededor de 3 para cables.

La regla de oro de que una señal eléctrica viaja a la mitad de la velocidad de la luz es un poco pesimista para los cables, pero está bien: afecta la estimación de longitud en aproximadamente un 15%. Con respecto a la parte principal de la regla (1/10 o 1/20), depende de cuánta distorsión permita. No recuerdo cuánto es para 1/20, pero hay una teoría detrás (como la hay para 1/10) y prefiero estar en el lado seguro.

    
respondido por el le_top
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Como regla general, debe comenzar a tomar en cuenta los efectos de la línea de transmisión cuando la longitud del cable se aproxime a λ / 10, es decir, 1/10 de la longitud de onda de la frecuencia más alta en la señal.

Por ejemplo, si tiene tiempos de aumento / caída del pulso del orden de 100 ns, debe tener una buena fidelidad a 5 MHz, por lo que los cables de más de 6 metros deben ser compatibles con la impedancia.

    
respondido por el Dave Tweed

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