Encontrar la impedancia de una línea de transmisión

  

¿Este método tiene sentido?

Sí. Esto se denomina reflectometría de dominio de tiempo (TDR). Puede comprar accesorios para ciertos osciloscopios que hacen esto, o instrumentos TDR dedicados.

  

Si no, ¿cuáles son los posibles problemas que podría enfrentar?

Para obtener un buen resultado (uno que pueda distinguir características importantes en la estructura de transmisión), su DAC (u otro tipo de generador de funciones) debe generar un flanco ascendente muy rápido. En el orden de 100 ps es probablemente un buen punto de partida, a menos que tenga una línea de transmisión muy larga (al menos 10 metros) y solo le interesen las estructuras brutas de la línea (¿termina con un corto o un abierto? por ejemplo).

De manera similar, su ADC debe tener un ancho de banda bastante alto (al menos 100 MHz, se recomienda GHz) y la tasa de muestreo correspondiente para que los resultados sean informativos.

  

Me pregunto si podría ver el reflejo, o si es demasiado pequeño.

Podrá notar la diferencia entre una terminación corta y una abierta, incluso con una configuración muy simple. Medir, por ejemplo, el retardo de propagación a través de la línea requerirá más atención, y la precisión del resultado dependerá del ancho de banda de su sistema de medición.

Está bien como una idea. Los radares de cable han estado en uso durante decenas de años.

Puedes usar equipos mucho más bajos si usas ondas sinusoidales. Conecte un generador de onda sinusoidal de ajuste fácil al comienzo de su línea de prueba y ponga un osciloscopio en paralelo con el generador.

Debe usar una frecuencia tan alta que su línea de prueba seguramente sea más larga que la mitad de una longitud de onda. Supongamos a primera velocidad de propagación 300 m / us. Ese es el máximo teórico. Probablemente la velocidad real sea mucho menor.

Supongamos que su línea de prueba es de 1,5 metros de largo. Entonces estás bien con el generador de 100 MHz.

Al principio tenga un cortocircuito al final de la línea. Si su línea tiene pérdidas razonablemente bajas, debe notar que el voltaje al comienzo de la línea depende de la frecuencia. Esto se debe a que la onda que se acaba de producir y la reflexión tienen diferentes ángulos de fase. Encuentre la frecuencia más pequeña que da el voltaje mínimo al comienzo de la línea. En esa frecuencia, su línea es exactamente de media longitud de onda. Eso te da la velocidad de propagación. El resultado no es exacto hasta que su generador de señal coincida con la ompedancia de línea, pero ese no es su problema en la pregunta, usted quería la impedancia.

Si deja el extremo abierto, el mismo mínimo de voltaje al principio debería ocurrir con una frecuencia aproximadamente un 50% más pequeña.

Ahora intente diferentes resistencias de carga (= preferiblemente resistencias de masa con cables más cortos que el 2% de su línea de prueba, no son inductivas) hasta que encuentre la que mata la reflexión. Esa es la impedancia de la línea. Cuando lo haya encontrado, no verá ninguna frecuencia específica que dé un voltaje mínimo al comienzo de la línea.

En lugar de probar resistencias separadas, también puedes probar un pequeño potenciómetro con una parte de resistencia plana.

Cuando haya encontrado la impedancia de línea, puede medir la velocidad de propagación con ondas sinusoidales. Solo agregue la resistencia paralela o en serie adicional necesaria para hacer coincidir el inicio de la línea y encuentre la frecuencia en la que su línea tiene la mitad de una longitud de onda.

NOTA: debe usar una sonda z alta en el osciloscopio para evitar que perturbe la medición. El cable que conecta su generador de señal a la línea de prueba debe tener solo unos centímetros de longitud si opera a un máximo de 100 Mhz.