Cables BNC y sus impedancias

Rectificador simple de media onda con carga puramente resistiva

V1 = 10 V (pico a pico), frecuencia de la fuente de voltaje = 1 kHz, D1 es un diodo de silicio 1N4007 estándar, R1 = 10 kilo ohmios (la resistencia de carga)

En nuestro laboratorio de electricidad, nos dieron el circuito que se muestra en el diagrama. No he podido realizar este laboratorio debido a la pandemia. Así que no tengo una idea clara del equipo y lo que significa la pregunta. La pregunta es:

Suponga que un cable BNC está conectado a través de la resistencia (R1) y se alimenta al DSO. Para obtener el mejor ancho de banda posible (limitado por el alcance), debemos elegir una impedancia de 10 k Ohm para el cable BNC. Sí o no

¿Podría explicar los términos utilizados y cuál sería la respuesta?

Lo que sé: en la práctica, hay cables BNC de 50 ohmios y 75 ohmios. DSO es un instrumento que se utiliza para la medición continua de las propiedades de la señal como el voltaje y la corriente (a diferencia del multímetro que informa valores promedio de las corrientes de CA). Tiene un cierto rango de frecuencia de señal de entrada que puede medir.

Realmente creo que deberías preguntarle a tu instructor sobre esto. Debes asegurarte de que comprendes los problemas específicos que el instructor espera que entiendas, ya que es probable que este tipo de preguntas vuelvan a surgir en un examen. Es posible que obtenga respuestas aquí que son técnicamente correctas pero que no lo ayudarán a obtener una buena calificación.
@ElliotAlderson, ¿podría explicar los términos utilizados, como el ancho de banda y cómo está limitado por el alcance? Lo apreciaría.
Los cables de sonda de osciloscopio, aunque utilizan conectores BNC, normalmente NO son coaxiales estándar de 50 o 75 ohmios. (Algunos osciloscopios tienen la opción de usar un cable coaxial de 50 o 75 ohmios, pero los cables de sonda estándar no). Veré si puedo encontrar una referencia y publicarla aquí.
Como prometí, aquí hay un artículo que profundiza en los secretos de los cables de sonda de osciloscopio. Al profundizar, quiero decir que el autor realmente disecciona su cable de sonda. :-) así como discutir los problemas de reflejos causados ​​por desajustes de impedancia.
Estoy de acuerdo con el primer comentario sobre preguntarle al instructor. Una cosa que preguntaría es cómo puede analizar la impedancia característica del BNC sin conocer la impedancia de entrada del DSO. La mayoría de los DSO tienen una configuración para elegir 50 Ω y Z alto (algo así como 10 MegΩ).

Respuestas (3)

La impedancia característica del cable coaxial viene dada por la ecuación

Z = 60 Ω ε r yo norte D d

Configuración

ε r = 1

y

Z = 10000 Ω
obtenemos D/d = 2.4e72.

Entonces, si establecemos el diámetro del conductor central en 1 mm, obtenemos un diámetro exterior mucho más allá del diámetro del universo conocido. Creo que ese cable coaxial no está disponible en su laboratorio.

También debe tener en cuenta que su instructor lo está engañando intencionalmente al introducir la resistencia R1 con la misma resistencia que la resistencia característica del cable coaxial sobre el que está escribiendo. La resistencia intrínseca de su fuente está dada por su fuente de voltaje ideal (cuando se desprecia el diodo) y, por lo tanto, es cero. No es 10 kOhm.

En primer lugar, asumiré que por "cable BNC" la pregunta se refiere a una sonda de alcance tradicional con un conector BNC en el otro extremo de un cable corto. El DSO es un osciloscopio de muestreo digital (es decir, cualquier cosa que no esté fuera del arca). Estos no se muestran en el diagrama.

La impedancia de la sonda no surge de las características de la línea de transmisión del cable; el cable es demasiado corto en la frecuencia de la señal dada. Así que no te preocupes por 50 ohmios frente a 75 ohmios. Las sondas de alcance suelen tener una resistencia en serie y tal vez algunos otros componentes allí. La pregunta es efectivamente si debe presentar una impedancia de entrada de 10k.

La respuesta es no. El argumento de 10k solo se aplicaría si estuviera buscando la máxima transferencia de energía. En la situación actual, como en la mayoría, cuanto mayor sea la impedancia de la sonda, menos carga adicional generará y distorsionará la señal.

Normalmente no sugeriría la respuesta, pero el problema está tan mal redactado que lo merece. Por ejemplo, en mi mundo, un "cable BNC" es un cable coaxial con un conector BNC en cada extremo, y las impedancias del conector y del cable coinciden. ¡Pero no es sensato exigir que tal cosa esté conectada a través de una resistencia en un circuito existente!

NO, el conector tiene una impedancia de 50 Ω y funciona mejor en el espectro de frecuencia de 0 a 11 GHz. Tiene mejor rendimiento que el conector BNC en frecuencias de microondas.

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