ТЕМА:

Бомбар, просьба перенесите этот пост ,и следующие за ним сюда - если это возможно.
Опосля мы еще немного побалуемся

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.

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.

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.

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.

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)

-=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.

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

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

Спасибо, статья интересная, я с ней уже знаком

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.

ТУТ ВСЕ В ПРЕДЕЛАХ СТАНДАРТНОЙ МОДЕЛИ ФИЗИКИ....

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

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 ?

Дима, with. Глянь пожалуйста эту "схему". Шо скажешь?

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

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".