Politechnika Wrocławska filia w Jeleniej Górze LABORATORIUM MIERNICTWA			Sprawozdanie z ćwiczenia nr 4
Sylwester Gąsiorowski Nikodem Wołynko			Temat: Pomiar podstawowych parametrów kabli stosowanych do przesyłu sygnałów elektrycznych.
Grupa 3	Wydział Elektronika	Rok 2	Data wykonania ćwiczenia 5.11.98	Zaliczenie

Cel ćwiczenia: Zapoznanie się z podstawowymi parametrami linii przesyłowych wpływem częstotliwości i dopasowania na tłumienie i przesłuch miedzy kanałami.

Zakres pomiarów :

1.Wyznaczenia tłumienia kabla koncentrycznego.

2.Wyznaczenie tłumienia skrętki.

3.Pomiar tłumienia przesłuchów międzykanałowych skrętki.

4.Pomiar impedancji linii metodą reflektometryczną.

Przyrządy pomiarowe:

1.Generator G 432 nr F2-IV-236

2.Generator ER1100 nr F2-IV-465

3.Multimetr V640 nr F2-IVh/804

4.Multimetr V640 nr F2-IVh/471

5.Kabel koncentryczny Z=50 Ω , d=10m.

6.Skrętka Z=100Ω , d=15 m

1. Wyznaczenia tłumienia kabla koncentrycznego.

Układ pomiarowy do wyznaczenia tłumienia koncentryka:

Ponieważ impedancja charakterystyczna koncentryka wnosi 50Ω i jest równa impedancji generatora to nie trzeba było specjalnie dopasowywać wyjścia generatora . Jako obciążenie dołączyliśmy opornik 50Ω , aby układ był dopasowany. Woltomierze mierzące napięcie na początku i na końcu kabla koncentrycznego zostały podłączone przez sondy , co dało możliwość bezpośredniego odczytu tłumienia. Pierwszy woltomierz (U1) regulowaliśmy za pomocą amplitudy z generatora tak , aby wskazywał 0 dB następnie z woltomierza (U2) odczytywaliśmy wartość tłumienia α już w dB. Tłumienie jednostkowe linii obliczamy dzieląc wartośćransmisyjnej , lub ogólnie ze

są

[MHz]	Tłumienie kabla odczytane z woltomierza (U2) [dB]	Tłumienie jednostkowe kabla α/d [dB/m]
0,1	0,0	0,00
1	-0,2	-0,02
2	-0,3	-0,03
5	-0,4	-0,04
10	-0,5	-0,05
20	-1,0	-0,10
50	-7,5	-0,75
100	+0,6	+0,06

2. Wyznaczenie tłumienia skrętki.

Układ pomiarowy do wyznaczenia tłumienia skrętki:

Tutaj przy pomiarze pomiędzy generator a skrętkę dołączyliśmy czwórnik `'T'' , aby dopasować impedancję wyjściową generatora do impedancji charakterystycznej skrętki (100Ω) oraz dołączyliśmy obciążenie także 100Ω. Tak samo jak dla koncentryka woltomierze mierzące napięcie na początku i na końcu skrętki zostały podłączone przez sondy , co dało możliwość bezpośredniego odczytu tłumienia. Pierwszy woltomierz (U1) regulowaliśmy za pomocą amplitudy z generatora tak , aby wskazywał 0 dB , następnie z woltomierza (U2) odczytywaliśmy wartość tłumienia α. Tłumienie jednostkowe linii obliczamy dzieląc wartość tłumienia α przez długość linii transmisyjnej , lub ogólnie ze wzoru

Tłumienie jednostkowe skrętki ; gdzie d - długość skrętki

np. dla f=2 [MHz] α=-0,5 to tłumienie jednostkowe

Pozostałe pomiary są w poniższej tabeli.

f [MHz]	U2 [dB]	Tłumienie jednostkowe skrętki α/d [dB/m.]
0,1	-0,1	-0,0067
1	-0,5	-0,0333
2	-0,5	-0,0333
5	-0,9	-0,0600
10	-0,5	-0,0333
20	-1,3	-0,0867
50	-1,9	-0,1267
100	-4,5	-0,3000

3. Pomiar tłumienia przesłuchów międzykanałowych skrętki.

Układ pomiarowy:

W tym układzie mierzyliśmy przesłuch pomiędzy kanałami skrętki. Tu także skorzystaliśmy z pomocy sondy , przez co od razu odczytaliśmy przesłuch w dB. Aby dopasować linię , użyliśmy obciążenia 100Ω i czwórnika `'T'' na wyjściu generatora. Tłumienie przesłuchów skrętki można też obliczyć mierząc napięcia ze wzoru:

Pomiary zapisane zostały w tabeli poniżej.

f [MHz]	α [dB]
0,1	-80,0
1	-45,0
2	-67,0
5	-48,0
10	-34,5
20	-44,0
50	-44,2
100	-35,0

4.Pomiar impedancji linii metodą reflektometryczną.

Układ pomiarowy do ćwiczenia:

Tu mierzyliśmy impedancję charakterystyczną skrętki. Obserwując na oscyloskopie impulsy ustawialiśmy obciążenie tak , aby uzyskać impuls prostokątny. Wykresy impulsów na oscyloskopie:

Tabela pomiarowa:

	Zx [Ω]
koncentryk	50,02
skrętka	101,9

WNIOSKI :

Na podstawie przeprowadzonych pomiarów tłumienia jednostkowego koncentryka i skrętki widać, że wzrasta ono gdy częstotliwość naszego sygnału jest większa. Oznacza to, że sygnały o dużych częstotliwościach są bardziej tłumione w liniach przesyłowych. Aby nasz pomiar był przeprowadzony dokładnie musieliśmy podłączyć nasze woltomierze do linii przez sondy, które to umożliwiają pomiary napięć zmiennych w szerokim zakresie częstotliwości. Sondy te wnoszą błąd do pomiaru, aby więc go wyeliminować korygowaliśmy za każdym razem wyniki pomiarów dla różnych częstotliwości przez porównywanie wskazań obu woltomierzy. Przez to błąd pomiaru tłumień koncentryka i linii zależy głównie od klasy naszych woltomierzy. Klasa ich to 1,5% , lecz w tym ćwiczeniu chodziło o zależność tłumienia od częstotliwości , pokazać czy rośnie czy też malaje. Istnieje tu jednak mankament. Dla częstotliwości 100 MHz tłumienie koncentryka wyszło dodatnie. Uważam , że jest to typowy błąd pomiarowy wynikający np. z pasma przenoszenia woltomierzy (10 Hz-20 KHz) , oraz błędem sondy. Dla skrętki natomiast dla 10 MHz tłumienie okazało się mniejsze niż dla 5 MHz.(powinno być większe). Ten błąd mógł spowodować jakiś zaistniały rezonans.

Z przeprowadzonych przez nas pomiarów tłumienia przesłuchów między kanałami w skrętce widać, że tłumienie to maleje wraz ze wzrostem częstotliwości sygnału w linii. Oznacza to, że wysterowanie napięciem U1 jednej pary przewodów powoduje powstanie na wyjściu drugiej pary przewodów napięcia U2 (jest ono tym większe im większa częstotliwość sygnału U2). Powstanie napięcia w drugiej parze przewodów jest zakłóceniem ponieważ przewody te nie powinny wpływać na siebie.

Na podstawie naszych pomiarów zauważamy , że tylko przy idealnym dopasowaniu naszego Zx do impedancji badanej linii Zo otrzymamy na oscyloskopie nie zniekształcony odbity impuls prostokątny z naszego generatora. W przeciwnym wypadku gdy Zo>Zx lub Zo<Zx mamy do czynienia z niedopasowaniem naszej impedancji Zx do impedancji linii. Występować wtedy mogą odbicia od nieciągłości o charakterze indukcyjnym bądź pojemnościowym.

1

6

---