北交大电磁兼容实验三同轴线时域反射特性测量实验

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1、电磁场与电磁兼容实验报告学号：14212159姓名：吴星宇院系：电信学院专业：信号1402教师：闻映红2016年5月13日实验三同轴线时域反射特性测量实验实验时间：2016年5月13日实验地点：逸夫303实验小组成员：吴星宇，周彦云，张丹阳1.实验目的研究同轴线连接不同负载阻抗时，对传输脉冲信号的影响，加深对传输线阻抗匹配概念的理解。2.实验原理和内容（1）测量脉冲电路产生的脉冲信号。得到信号源不受干扰时的波形。（2）测量电磁波在电缆中的传播速度。电缆一端开路（不接负载），另一端接三通的一个端口，三通的另外两个端口通

2、过短电缆分别脉冲信号源和示波器相连。记录示波器上显示的波形、入射脉冲和反射脉冲之间的时间间隔和电缆长度。通过传播距离比上传播时间计算传播速度，从而得到传输线的材料性质。（3）测量电缆终端不同负载相连时电缆始端的波形（包括开路、短路和接50Ω负载三种情况）。50Ω负载时，由于匹配，反射系数为零，无反射波，只有一个脉冲信号。短路时反射系数为-1，波形反向。比较实验所得波形是否合理。3.实验步骤（1）将信号源直接与示波器相连，示波器设置成X轴50ns，Y轴0.5V，得到波形，峰值为2.1V。（2）将电缆，示波器，脉冲信号源

3、分别接在三通的三个端口上，长电缆一端开路，记录示波器波形，入射脉冲和反射脉冲的时间间隔70ns，电缆长度9.96m。（3）在（2）的连接基础上，将长电缆一端分别短路和接50Ω负载，记录示波器波形。（按照实际实验详细纪录实验过程，请勿照抄实验指导里的实验步骤）4.实验数据和结果分析下图为信号源直接与示波器相连,,得峰值为2.1V下面为接三通端口上的数据和图片,下图为接长电缆(9.96m)开路,由示波器的游标读出，两个脉冲的时间间隔为70ns.由于电缆开路，为无穷，终端反射系数==1。计算电磁波在电缆中的传播速度v=s/

4、t=9.96(m)*2/70(ns)=2.8457*（10^8）（m/s）；进一步可以计算相对介电常数=。第二个波（反射波）由于在电缆中的传输是有所损耗的，由于叠加了在源处的反射波，所以第一个反射波峰比发射波峰高。此时测得电压峰值为1.06V。电缆对信号的衰减的比率为下图为50欧负载的波形图，由于负载匹配，反射系数为0，没有反射波出现。接50欧姆负载时匹配，所以电缆的特性阻抗为50欧姆。下图为长电缆短路时的波形图。于电缆短路，为0，终端反射系数==-1.所以从第二个波开始，波形反向。由于电缆损耗，幅度逐级递减。如果脉

5、冲源发出的是幅度是3V,脉冲宽度是2μS的矩形脉冲，画出示波器可能测出的波形。电缆终端开路电缆终端匹配（50欧姆电阻）电缆终端短路1.实验总结该实验操作简单，能高效的加深我们对传输线的理解，通过对数据的处理计算，加深了对公式和概念的理解。2.改进建议示波器还不太稳定，读的数据不够稳定，对实验结果会产生一定影响