Estoy construyendo una base para un PMT que emite pulsos de ancho <= 1 µs. En el manual PMT de Hamamatsu se indica en la pág. 112 (el énfasis es mío):
Cuando se usa un tubo fotomultiplicador que no es del tipo de respuesta rápida o se usa 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 tener una resistencia de adaptación de impedancia en el lado del tubo fotomultiplicador (para RG-174)?
rf
impedance-matching
Alex
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Respuestas:
La regla general que uso es que cualquier cosa que exceda 1/20 de la longitud de onda debe considerarse una línea de transmisión. Y las líneas de transmisión mal terminadas 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 5MHz es 200ns, por lo que la longitud de onda de la señal eléctrica es de aproximadamente 30 metros. Una vigésima parte de eso es 1.5 metros. La diferencia con el cálculo de Dave Tweed es que:
Por lo tanto, encuentro 1,5 metros en lugar de 6.
Comprobando las constantes dieléctricas de los 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). Diría que el valor más alto que usará en la práctica es 4, mientras que puede ser aproximadamente 3 para los cables.
La regla general 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 la longitud en aproximadamente un 15%. En cuanto a la parte principal de la regla (1/10 o 1/20), depende de la cantidad de distorsión que 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.
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Como regla general, debe comenzar a tener 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 subida / bajada 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 coincidir con la impedancia.
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