Добро пожаловать, Гость
Логин: Пароль: Запомнить меня

ТЕМА:

Быстрее света 6 года 5 дн. назад #1354

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512
Бомбар, просьба перенесите этот пост ,и следующие за ним сюда - если это возможно.
Опосля мы еще немного побалуемся :)
Сеять разумное, доброе, вечное.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Последнее редактирование: от Bombar.

Быстрее света 6 года 5 дн. назад #1357

Bombar
Админ
Админ
персон текст
Сообщений: 729
Спасибо получено: 740
Перенесено со старого странника
with пишет:

Был как то в этой ветке спор, касательно того - с какой скоростью распространяются электрические сигналы по проводам. Товарищ Виталий даже утверждал .. что сигналы распространяются мгновенно а не с конечной скоростью = 300 000 КМ/с. Утверждения его основывались на проведенном им эксперименте с двухканальным осциллографом. Однако эксперимент его проведен был неправильно. Я тогда обещал показать по случаю такой эксперимент в правильном исполнении, и вот такой случай настал.
Итак, схема эксперимента:



Следуя схеме имеется некий генератор прямоугольного сигнала G1 частотой в 20МГц, запитанный от отдельного источника питания, гальванически развязанного. Сигнал с генератора через согласующую цепь поступает на две быстродействующие оптопары - IC1, IC2. Сигнал с выхода каждой оптопары через фидер заданной длины (L1 и L2) подается на один из каналов осциллографа. В качестве линии передачи сигнала от оптопары до осциллографа используется кабель RG-58U, волновое сопротивление которого 50 Ом. Таким образом за счет использования быстродействующей оптопары, линии передачи сигнала ( фидеры ) по входу гальванически развязаны, по этому сигналы поступающие на вход линий не влияют друг на друга.

Фото платы генератора и быстродействующих оптопар:



Опыт номер 1
Итак, преступим, эксперимент номер 1. Фидеры L1 и L2 одинаковой длины = 1400мм.



Сигналы на оба входа осциллографа приходят с одинаковой скоростью, без разницы во времени:



Верхний луч - первый канал, нижний луч второй канал, синхронизация по переднему фронту, развертка по времени = 2нс

Опыт номер 2

Устанавливаем во второй канал фидер длинной в 3000мм, в первом канале оставляем фидер длинной 1400мм.
L1 = 1400mm
L2 = 3000mm



В результате получаем на входе осциллографа следующую картинку: (12.5ns на клетку)



Немного растянем и посмотрим с каким опозданием приходит сигнал на втором канале осциллографа:



Исходя из осциллограммы, сигнал на второй канал осциллографа поступает с задержкой в 8нс - примерно (2нс на клетку)
А теперь проведем расчет и посмотрим сходится ли теория с практикой.
Считаем при скорости 300 000 000 м/с
Для первого фидера L1 = 1,4м
время прохождения сигнала Т = 1,4м/300 000 000м/с = 4,6 нс
Для второго фидера длинной L2 = 3м
время прохождения сигнала Т = 3м/300 000 000м/с = 10 нс

Задержка между первым и вторым сигналами = 5,4 нс.
Полученное значение на 3нс меньше экспериментального.
Такая разница между расчетом и экспериментом обусловлена разной скоростью распространения сигнала в первом и втором фидере, из за того что фидеры разных марок. То есть для второго фидера необходимо вести расчет с учетом меньшей скорости распространения.
Однако для демонстрации качественных свойств эксперимента эта маленькая погрешность не критична.
Вывод: электрические сигналы распространяются по проводникам с конечной скоростью, меньшей чем скорость света в вакууме.
Собственно приведенный выше эксперимент всего лишь продемонстрировал свойства классической линии задержки, которые используются в электротехнике уже более 100 лет.
Вот как то так.
Надеюсь спор на этом закончен.
Спасибо сказали: tokar_ev, -=EnergyStar=-, with, RLC

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 6 года 5 дн. назад #1358

Bombar
Админ
Админ
персон текст
Сообщений: 729
Спасибо получено: 740
Перенесено со старого странника
with пишет:

Продолжаем серию опытов с линиями задержки.
Сегодня провел опыт использовав в качестве обеих линий передачи кабель RG-58U
Длина кабеля в первом канале составляет L1 = 1400мм
Длина кабеля во втором канале составляет L2 = 2780мм.
dL = 2780 - 1400 = 1380мм - разница в длине кабелей.
Фото стенда:



Получаем следующий результат:



Задержка во втором канале составляет 6,56нс.
Зная разницу длин кабелей и задержку во втором кабеле, считаем скорость с которой проходит сигнал эту разницу за время 6,56нс.
V = dL/t = 1.38m/6.56ns = 210 366 Км/с.
По теории для кабеля RG-58U коеф. скорости = 0,7 от скорости света, что в пересчете дает так же 210 000Км/с
Эксперимент сошелся с практикой.
Для себя выношу идею полезности линии задержки в том что на её основе можно сформировать генератор импульсов ЛЮБОЙ длительности, хоть пикосекундной! и стабильность тут будет дубовая.
Возможно в ближайшее время попробую провести такой эксперимент и выделить импульс субнаносекундной длительности.
Вот как то так.
Вложения:
Спасибо сказали: tokar_ev, -=EnergyStar=-, with, RLC

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 6 года 5 дн. назад #1362

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512
Бомбар - благодарю.
Со своей стороны продолжу.
Следующий опыт я бы не смог провести без помощи Евгения Токарева, за что ему отдельное Спасибо!
Итак, продолжим пускать с привязи очень короткие и быстрые импульсы.
Цель опыта - построить широкополосный усилительный каскад на базе транзистора КТ610А.
Схема эксперимента следующая:



состоит из формирователя видеоимпульса наносекундного диапазона на базе ПЛИС Altera MAX2, и усилительного каскада на базе ключа КТ610А, установленного по схеме с общим эмиттером.
ПЛИС( программируемая логическая интегральная схема ) Макс2 имеет верхний частотный диапазон в 300МГц, и в теории способна сформировать импульс длительностью в 1.5нс. Но это пока в теории, а на практике имеем:

Генератор на ПЛИС и усилитель на КТ610А:




Выходной сигнал с усилителя на нагрузке в 50 Ом ( 3 резистора по 150Ом в корпусе 2512 ):



Осциллограф подключен напрямую по средству 50 омного фидера. Входное сопр. осла - 1Мом.

В результате получен импульс длительностью 6нс по уровню 0,9.
Как выяснилось позже - формфактор печатной платы ПЛИС не позволяет выжать менее 1.8нс фронты.
Этот недостаток я попробую исправить далее, применив быстродействующий компаратор TLV3502.
Сеять разумное, доброе, вечное.
Вложения:
Спасибо сказали: tokar_ev, RLC

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Последнее редактирование: от with.

Быстрее света 6 года 3 дн. назад #1444

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512
В общем с TLV3502 ничего не вышло .. слишком медленный компаратор .. более 80МГц не тянет.
Надо попробовать зайти со стороны магнитных компрессоров. В принципе все маломальски серьезные формирователи на них и строятся. В конечном итоге .. хотелось бы выйти на макет "установки генератора продольных волн" который бы работал в купе с простым радаром - импульс пошел - импульс вернулся, считаем время ловим остальные отклики смотрим форму фазу ... Всю математику ПЛИС сделает. Зачем это нужно ? Простые "смертные" мало что знают о продольных волнах .. я в их числе. Хотелось бы раскрыть тайну этого феномена немного больше.
Примерно как то так.
Остальных подробностей своей паранойи пока открывать не буду.
Сеять разумное, доброе, вечное.
Спасибо сказали: Vasilius, tokar_ev, avays

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 6 года 3 дн. назад #1446

-=EnergyStar=-
Новый участник
Новый участник
Сообщений: 11
Спасибо получено: 2
Огромное спасибо, за проделанную работу, вот пример всем, как нужно ставить эксперименты, ждем пикосекундник)

а как продольные ЭМ волны связаны с нано пико секундными импульсами?

Объединил два подряд сообщения. Пользуйся функцией "Изменить" сообщение. (Vasilius)

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Последнее редактирование: от Vasilius.

Быстрее света 6 года 3 дн. назад #1450

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512

-=EnergyStar=- пишет: а как продольные ЭМ волны связаны с нано пико секундными импульсами?

Никак.
Просто для коротких импульсов нужна "короткая" - маленькая антенна .. что позволит работать с передающей и приемной станциями вместе в пределах комнаты. И второе - это возможность "четче" детектировать излучаемый импульс .. за счет огромной скважности.
Как то так.
Сеять разумное, доброе, вечное.
Спасибо сказали: tokar_ev, -=EnergyStar=-

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Последнее редактирование: от with.

Быстрее света 6 года 1 день назад #1512

sector+
Живу я здесь
Живу я здесь
Сообщений: 590
Спасибо получено: 174
Возможно Вам интересно будет ознакомиться с аналогичными исследованиями Демьянова по этой теме:
Вложения:
Спасибо сказали: with

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 6 года 1 день назад #1513

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512

sector+ пишет: Возможно Вам интересно будет ознакомиться с аналогичными исследованиями Демьянова по этой теме:

Спасибо, статья интересная, я с ней уже знаком
Сеять разумное, доброе, вечное.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 5 года 11 мес. назад #1673

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512
Продолжение игр в догонялки.
Предлагаю посмотреть как будет вести себя импульс запущенный в отрезок кабеля.

Схема эксперимента:


Видоимпульс с усилителя подается в отрезок кабеля RG-58U длинной 2780мм. Параллельно входу кабеля подключается осциллограф через делитель на 10 (20дб).


Осциллограммы снимаются в трех случаях
1) конец отрезка кабеля разомкнут - выходное сопротивление стремится к бесконечности.
2) конец отрезка кабеля нагружен на сопротивление 50 Ом - полное согласование.
3) конец отрезка кабеля замкнут - КЗ, выходное сопротивление стремится к 0.

1) кабель не нагружен:


На осциллограмме можно наблюдать поступающий импульс - первый, отраженный импульс - второй, меньшей амплитуды и такой же полярности. Отраженный импульс проходит кабель "туда и обратно" за 28,9нс


2) кабель нагружен на сопротивление 50Ом:

Отраженного импульса не видно, вся поступающая энергия поглощается нагрузкой - полное согласование

3) кабель нагружен на КЗ:

также наблюдается отраженный импульс, но обратной полярности
задержка та же - 28,9нс

Немного расчетов для времени прохождения импульса по кабелю:
Скорость распространения ЭМ волны в вакууме 300_000_000 м/с. Для кабеля RG-58U коэффициент распространения 0,66, из чего получается что скорость распространения волны в кабеле = 198_000_000 м/с.
Далее кабель длинной 2780мм наша волна пройдет за : 2,78м / 198_000_000м/с = 0,000_000_014с = 14нс. То еесть кабель длинной 2780мм наш импульс пройдет за 14нс, потом отразится - если есть условие рассогласования и вернется обратно с такой же скоростью, то есть импульс пройдет двойное расстояние - туда и обратно. Тогда полное время прохождения импульса будет 14*2 = 28нс.
На практике мы получи 28,9нс .. разница в 0,9нс. Учитывая то что конец линии у меня удлинен тройником длинной 32мм получаем наши 0,8 - 0,9 нс сверху.
Таким образом теория сошлась с практикой.

Мысли в слух: на базе длинных линий строятся отличные усилители - резонаторы импульсов/волн энергий. Например системы накачки лазеров строятся на базе оптического волнового резонатора, который с входной стороны подперт "диодом" - импульс может войти в резонатор но не может выйти, а с другой стороны подперт пороговым барьером который отпирается при заданной амплитуде. Подавая в такт импульсы на вход резонатора, многократно отраженный внутри резонатора импульс усиливается .. повышая свою амплитуду и энергия .. вплоть до момента пока не сработает барьер .. и тогда резонатор испускает накопленную энергию. Нечто подобное существует и в электронике, что также было бы "приятно пощупать".
Примерно так.
Сеять разумное, доброе, вечное.
Вложения:
Спасибо сказали: RLC

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Последнее редактирование: от with.

Быстрее света 5 года 11 мес. назад #1691

tac
Осваиваюсь на форуме
Осваиваюсь на форуме
Сообщений: 20
Спасибо получено: 7
ТУТ ВСЕ В ПРЕДЕЛАХ СТАНДАРТНОЙ МОДЕЛИ ФИЗИКИ....

лучше повтори этот опыт с разными вариантами....тут много чего любопытного можно узнать...

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 5 года 11 мес. назад #1693

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512

tac пишет: ТУТ ВСЕ В ПРЕДЕЛАХ СТАНДАРТНОЙ МОДЕЛИ ФИЗИКИ....

лучше повтори этот опыт с разными вариантами....тут много чего любопытного можно узнать...


Ну во первых надо схему включения смотреть, как коммутируется линия.. во вторых у него она ведь разомкнута, при "каких то условиях постоянная составляющая складывается с болтающейся энергией в кабеле (ИМХО), и получается такая планка ...
Так же надо учитывать паразитную утечку энергии в цепи.

А на ваш взгляд, с чем связанна зарядка кабеля в приведенном вами опыте ?
Сеять разумное, доброе, вечное.

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 5 года 10 мес. назад #3172

Виталий
Живу я здесь
Живу я здесь
Сообщений: 338
Спасибо получено: 236
Дима, with. Глянь пожалуйста эту "схему". Шо скажешь? :)
Вложения:

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 5 года 10 мес. назад #3174

with
with аватар Автор темы
Модератор
Модератор
Сообщений: 782
Спасибо получено: 512

Виталий пишет: Дима, with. Глянь пожалуйста эту "схему". Шо скажешь? :)


А это зависит от условий, которые воздействуют на модель (провод).
но в цем можно.
Есть еще такая схема замещения

Сеять разумное, доброе, вечное.
Вложения:

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Быстрее света 5 года 10 мес. назад #3175

Виталий
Живу я здесь
Живу я здесь
Сообщений: 338
Спасибо получено: 236

with пишет:

Виталий пишет: Дима, with. Глянь пожалуйста эту "схему". Шо скажешь? :)


А это зависит от условий, которые воздействуют на модель (провод).
но в цем можно.
Есть еще такая схема замещения

Уговорил. Пусть будет ТАКАЯ.
Если к этому проводу, подключить "батарейку". Какие процессы начнут происходить? и в какой последовательности??? Имеется в виду: с протекающим по проводу током?
Чему будут равны ПОГОННЫЕ ёмкость, индуктивность, активное сопротивление? Можно просто словами: "много, мало".

Пожалуйста Войти или Регистрация, чтобы присоединиться к беседе.

Последнее редактирование: от Виталий.
Модераторы: with
*
Время создания страницы: 0.933 секунд