¿Cómo funciona este circuito de adaptación de impedancia? ¿Cómo simularlo correctamente en SPICE?

Tengo un esquema para un circuito de detección de corriente que usa una parte de amplificador diferencial TI dedicada para aplicaciones de detección de corriente. El esquema también incluye una parte de "adaptación de impedancia" para conectar la salida de voltaje del amplificador diferencial a un cable coaxial BNC. Este cable coaxial luego se puede conectar a la PCB y luego enchufar a un osciloscopio.

El bit de adaptación de impedancia consta de un divisor de potencial de resistencia de 5 MOhms y 75 Ohms. No entiendo cómo o por qué esto funcionaría (mi comprensión de la coincidencia de impedancia es un poco dudosa, no voy a mentir). Me dijeron que esta parte del circuito fue tomada de Internet y traté de buscar en Google pero no pude encontrar la fuente original. ¿Alguien podría ayudar a explicar cómo esta posible impedancia del divisor coincide con un coaxial BNC de 50 ohmios?

Pregunta secundaria:

Intenté simularlo en LTSpice para tener una idea de cómo funcionaría, pero no creo que mi modelo de cable coaxial sea correcto. Encontré algunos valores típicos de inductancia y capacitancia de aquí y luego medí la resistencia del cable y también la incluí. También busqué la impedancia de entrada del osciloscopio que decía que era de 1 MOhm y una capacitancia de entrada de 13pF. Sin embargo, no creo que lo esté simulando correctamente, ¿es este modelo de circuito una aproximación lo suficientemente buena? Del artículo que vincularon dice que también hay una conductancia paralela, pero no tengo forma de medir esto, así que lo omití.ingrese la descripción de la imagen aquí

Respuestas (1)

En primer lugar, veamos el cable coaxial en su pregunta: -

ingrese la descripción de la imagen aquí

Con parámetros concentrados de 36,8 nH y 31,2 pF, la impedancia característica real puede calcularse mediante: -

Z 0 = L C = 34,34 ohmios.

Por lo tanto, claramente no se pretende que coincida con la señal porque hay una falta de coincidencia significativa.

A continuación el amplificador (INA240A). La hoja de datos nos dice que no proporciona ninguna salida de señal útil por encima de 1 MHz y para que una línea de transmisión sea "significativa" a 1 MHz, sería más larga que aproximadamente una décima parte de la longitud de onda de 1 MHz (300 metros). ) a 30 m o más.

Entonces, a menos que tenga un cable coaxial muy largo, no hay nada en el atenuador que esté relacionado con la coincidencia de impedancia.

Digamos que su cable tenía más de 300 metros. Debido a que estamos hablando de frecuencias bastante bajas (menos de 1 MHz), la impedancia característica del cable coaxial no se vería como 50 ohm o 75 ohm; tendría una impedancia compleja y esto tampoco es igualado por la resistencia de 75 ohm.

En resumen, mi conclusión es que R2 y R3 son solo un simple atenuador y que todo lo que se les diga acerca de por qué es una pista falsa.

Lo siento, escribí mal la impedancia, en realidad se supone que es 76.8n, verifiqué el cálculo de la impedancia característica para asegurarme de que los valores en ese ejemplo coincidieran aproximadamente con 50 ohmios. Entonces, cuando la coincidencia de impedancias, ¿son las reactancias las que deben coincidir específicamente y los elementos resistivos pueden no coincidir?
Para frecuencias altas, es la relación de las reactancias la que produce una impedancia característica resistiva y, para una buena coincidencia, esto solo puede ser igualado por resistencias (u otras líneas de transmisión, también conocidas como coaxiales, etc.).
¿Por qué solo se puede combinar con resistencias u otras líneas de transmisión? ¿Por qué no se podría usar una combinación de inductor y capacitor? ¿Podría conocer una buena fuente que explique las líneas de transmisión y la coincidencia de impedancia, ya sea en un libro o en Internet? Las cosas que he encontrado en Internet no han sido muy completas. Finalmente, solo para aclarar, ¿puedo salir sin la coincidencia de impedancia y simplemente conectar directamente la salida del amplificador al coaxial BNC y luego al osciloscopio? También gracias por tu ayuda :)
@genericpurpleturtle busque las palabras "impedancia característica" y busque esta fórmula: Z 0 = R + j w L GRAMO + j w C . A medida que la frecuencia aumenta, se convierte en la fórmula de mi respuesta. Sí, puede combinarse con inductores y condensadores, pero se vuelve preciso solo en un pequeño rango de frecuencias. Si tu cable tiene unos metros de largo no creo que tengas problema en hacer coincidir o no. No conozco una buena fuente porque rara vez necesito buscar cosas como esta LOL!!
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