LCR电桥测量同轴电缆传输线阻抗一例

近日受委托对一捆阻抗未知的同轴电缆进行测试,因办公场所无开短路校准件,故无法使用网络分析仪进行准确的测量。常用的同轴电缆传输线阻抗测量除了用标网做终端开短路阻抗测量后计算得出外,还可以通过LCR电桥测量末端短路电感和开路电容或是借助脉冲发生器做TDR测量来获得计算所需的参数;在确定同轴电缆阻抗大于50欧姆前提下,也可以采用较为准确的50欧同轴功率驻波表来测量。


LCR电桥测量结果计算公式

微信图片_20180923190316.png

L (nH) short     被测线缆末端短路的情况下测得的电感,单位为nH;
C (pF) open     被测线缆末端开路的情况下测得的电容,单位为pF;
Zo                    被测线缆的特性阻抗

注意:被测线缆的长度需要小于L-C 电桥测试频率对应波长的1%,频率和波长换算可借助网页计算器完成。

本次测试使用的测量仪器是一台中古 HIOKI 3532-50 LCR电桥,工作频率可达5MHz,所有测试借助SMT测试夹具勉强完成。


调整“FREQ”项置频率为1MHz(全波长为300M),接上SMT测试夹具做开短路校准。


先测一根BI7KU(洪森)店内购买的不知名半钢线,长度几十公分。

IMG_20180923_180517[1].jpg

 末端开路电容测量结果 约29.27pF

 用螺丝刀短路末端,多次测量取结果为81.2nH(条件所限,没有拍照)

Screenshot_20180923-191712[1].png

 

计算结果约53欧


淘宝货连接线一把,随便挑出一根,长度几十公分

IMG_20180923_180949[1].jpg

 

测量末端开路电容

IMG_20180923_175653[1].jpg

 

测量末端短路电感

IMG_20180923_175636[1].jpg

 

计算得结果约为57欧

Screenshot_20180923-192741[1].png

 

今晚的主角登场,取长度约1m,先测末端开路电容

IMG_20180923_173902[1].jpg

 

再测末端短路电感

IMG_20180923_173836[1].jpg

 

计算得阻抗约26欧,判断为25欧传输线

Screenshot_20180923-174032[1].png

 

关机收工

参考资料(BG5TOX 译)

4种测量馈线阻抗的方法_VE2AZX.pdf
937k
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来源 https://www.hellocq.net/forum/read.php?tid=357317

 坐等老虎、徐版、土农血腥拍砖

[修改于 1 年前 - 2018-09-23 21:08:58]

来自 无线电电子技术
 
2018-9-23 22:33:32
1楼

如果要追求用最常见的仪器来进行测量,那么,在不要求测量阻抗波动的情况下,用卡尺测量芯线外径,介质外径;万用表测量单位长度电容,求得介电常数(应该要用到高斯定律);用同轴线阻抗公式计算得到阻抗。

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2018-09-24 14:09:22
极速外卖(作者)
2楼
引用:虎哥 发表于1 楼的内容:
如果要追求用最常见的仪器来进行测量,那么,在不要求测量阻抗波动的情况下,用卡尺测量芯线外径,介质外径.....

这次要测的同轴电缆内芯线覆有类似聚酰亚胺的棕色透明外皮,感觉无法就此测出介电常数,才采用了这个方法

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3楼

good。

淘宝货同轴线,如果不去掉末端的头子,测量起来误差可能会比较大。不过你是用来做正式测量的预演,误差大些也无所谓了。

这个方法不止能测阻抗,还能测波速。

看需要测量达到什么精度了。根据精度决定样品线长。短了的话,可能末端的杂散电容电感影响占比大些。长了的话,长传输线的分布效应导致的阻抗映射也会干扰测量结果。到底怎么选长度,或者规避过短过长的影响,还挺有意思的。我没研究过。

老虎的做法,原理上可行,但是感觉计算过程需要用到横截面几何,而这个参数的测量误差会大一些,可能影响最终结果的误差。个人感觉,没有理论支撑。

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2018-09-25 11:30:05
4楼
引用:量子隧道 发表于3 楼的内容:
good。淘宝货同轴线,如果不去掉末端的头子,测量起来误差可能会比较大。不过你是用来做正式测量的预演.....

确实很小的几何误差就能带来比较大的测量结果误差。当然如果担心同轴线各结构件不圆,可以多次多角度测量取平均值,实践证明精度尚可。见《无线电》2004年第8期《简易共轴全向天线的制作》。

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