阻抗匹配之反射波形测量

2023-10-29

稍微接触过高速信号的朋友,一定对阻抗匹配和信号反射都有所了解,甚至可以按照公式,把反射波形一路推导出来。但是,纸上得来终绝浅,绝知此事要躬行。

今天,我们就来实测一下信号反射波形,测试环境如下:
在这里插入图片描述
信号发生器产生一个1.25MHz,VPP=2V的重复脉冲信号(示波器用的X10探头,我没有调节探头衰减,所以显示是20V,下同),在不接5米长的电缆时,波形如下:
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1.终端开路
连接5米长的电缆,终端开路波形如下:
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由上图可知,信号正向和反射传输共耗时约112ns。
2.终端短路
连接5米长的电缆,终端短路波形如下:
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是不是很神奇,电路中本来没有负信号,通过反射产生了低于0V的信号。
3.50欧匹配
连接5米长的电缆,终端连接51欧电阻波形如下:

在这里插入图片描述
由图可见,连接51欧电阻时,基本处于阻抗匹配状态,反射很小。

从上面的实验可知,光速在5米长的电缆中传输其实也没那么快,用示波器可以轻松测量出传输延时,知道传输延时和电缆的速度因子,那么就可以计算出电缆的长度,这也就是TDR的原理。
至于信号发生器,可以用著名的555产生,参考电路如下:
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