coaxkabel

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

coaxkabel

coaxkabel.jpg
coaxkabel.jpg (16.17 KiB) 279 keer bekeken
Coaxkabel/generator/belasting
  • D=3,95mm
  • d=1,13mm
  • Diëlektricum: Polyethyleen
  • De aangesloten signaalgenerator levert onbelast een zuivere sinus van 80VAmplitude
  • De kabel is bij de generator karakteristiek afgesloten.
  • De kabel is belast met ZL=(25-j75)Ω
  • Bij een frequentie van 1,2MHz is er op de lijn 1 spanningsknoop aanwezig. Deze bevindt zich precies aan de ingang van de kabel.
Is het mogelijk met deze gegevens de fysieke kabellengte , de ingangsimpedantie en het vermogen in ZL te weten te komen of moet er dan meer gegeven zijn?
Moeders tred is uit alle andere te herkennen

Dit forum kan gratis blijven vanwege banners als deze. Door te registeren zal de onderstaande banner overigens verdwijnen.
Berichten: 11.441

Re: coaxkabel

In ieder geval de inwendige weerstand van de signaalgenerator, en wat vervolgens de amplitude is bij het aansluiten van de kabel. 
Victory through technology

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

Als de kabel verliesvrij mag worden verondersteld zijn er genoeg gegevens.
De antwoorden op je vragen zijn volgens mij dan:
fysieke kabellengte = 68,7 m
ingangsimpedantie = 342,8 Ω
vermogen in ZL = 7,11 W
 
Als de kabelverliezen moeten worden meegerekend is het nodig de soortelijke weerstand van de geleiders te weten. De verlieshoek van polyethyleen is bekend.
Ik heb alleen niet paraat hoe je daaruit de kabeldemping moet berekenen.
dat wel natuurlijk

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

Re: coaxkabel

Meer dan dit is niet gegeven. Dit komt uit een bundel vraagstukken. ik heb hiervan niet de antwoorden.
Dan zal het inderdaad wel om een verliesvrije lijn gaan.

@Olof Bosma
Kun je misschien aangeven hoe je deze antwoorden hebt verkregen?
Moeders tred is uit alle andere te herkennen

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

Ik zie nu dat ik iets verkeerd gelezen heb: er staat spanningsknoop. De berekening die ik gaf geldt voor een spanningsbuik.
Voor een spanningsknoop krijg je het volgende (met wat afgeronde tussenresultaten):
 
Impedantie van de kabel = 50 ohm (Z0 = 138*log(D/d)/√εr      en εr voor Polyethyleen is 2,25)
Verkortingsfactor =  0,67 (1/√εr)
Impedantie bij de spanningsknoop = 7,29 Ω (berekend met computerprogramma dat ik heel lang geleden heb geschreven)
Elektrische lengte daarbij = 40,48 m dus de fysieke lengte = 27 m
EMK (open spanning) = 80 Vp (amplitude) dus EMK = 56,6 Veff
Vklem = 7,2 Veff (bronimpedantie = Z0 van de kabel, Vklem = 56,6 * 7,29/(7,29+50) )
P = 7,11 W (P = Veff2/R)
 
Voor het vermogen maakt knoop of buik dus niets uit.
dat wel natuurlijk

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

Re: coaxkabel

Ok bedankt!, dus golflengte λ=v/f=kc/f ≈ 166,66m. Moet niet eerst de kabellengte in golflengten λ worden uitgedrukt alvorens de fysieke lengte in meter te kunnen bepalen of doe je dat rechtstreeks?
Is dat bij jouw de elektrische lengte (in golflengte?)
Afstand buik/knoop=λ /4, maar omdat ZL≠0 en ZL≠∞ kan er op het uiteinde van de kabel geen knoop en geen buik zijn.
Moeders tred is uit alle andere te herkennen

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

ukster schreef: Ok bedankt!, dus golflengte λ=v/f=kc/f ≈ 166,66m. Moet niet eerst de kabellengte in golflengten λ worden uitgedrukt alvorens de fysieke lengte in meter te kunnen bepalen of doe je dat rechtstreeks?
 
 
Dat kan natuurlijk ook, maar ik ben nu direct naar elektrische lengte gegaan.
 
 
ukster schreef: Is dat bij jouw de elektrische lengte (in golflengte?)
 
 
 Met elektrische lengte bedoel ik de lengte van een vacuüm coax. Voor onze coax moet dus met een verkortingsfactor worden gerekend.
 
 
ukster schreef:  
Afstand buik/knoop=λ /4, maar omdat ZL≠0 en ZL≠∞ kan er op het uiteinde van de kabel geen knoop en geen buik zijn.
 
De afstand tussen buik en knoop bedraagt in deze berekeningen 68,7 - 27 = 41,7 m. Gecorrigeerd voor de verkortingsfactor is de elektrische afstand tussen buik en knoop dus 62,24 m. De hele golf zou dan 4 * 62,24 = 249 m zijn. En dat klopt aardig gezien het afronden, want de golflengte van 1,2 MHz bedraagt 250 m.
dat wel natuurlijk

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

Re: coaxkabel

De golflengte op deze coaxkabel is dus 166,66m , hoe bereken je nu de lengte [m] van de coaxkabel?
Moeders tred is uit alle andere te herkennen


Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

Daar heb ik een computerprogramma voor geschreven. Dat werkt numeriek, d.w.z. het programma verdeelt de te berekenen lijn in heel veel stukjes zelfinductie (in serie) en capaciteiten (parallel) en gaat dan de impedantie na ieder stukje berekenen.
Dan kun je diverse criteria opgeven. In dit geval laat ik hem zoeken op welke punten de impedantie reëel is.
dat wel natuurlijk

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

Re: coaxkabel

De impedantie in knopen en buiken is dus reëel.
Aan de ingang zit een spanningsknoop (dus reële ingangsimpedantie)
De afstand tussen twee opeenvolgende knopen is λ/2
Gegeven is dat er op de lijn maar 1 (spanning)knoop aanwezig is,dus moet  0 < lijnlengte <λ/2 (dus korter dan 83,33m)
 
Kun je opzoeken waar een spanningsbuik ligt vanaf het uiteinde van de lijn?
want als die afstand bekent is hoeft er alleen λ/4 bij opgeteld te worden om de lijnlengte in lambda te weten
(afstand knoop-buik =λ/4)
Moeders tred is uit alle andere te herkennen

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

De spanningsbuik ligt verder. Die heb ik per abuis de eerste keer berekend: 68,7 m. Wel inderdaad λ/4 verderop.
dat wel natuurlijk

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

Re: coaxkabel

Ik heb me verdiept in de verschuiving van knopen en buiken langs de lijn ten gevolge van een complexe belasting en denk dat de coaxkabel 26,98m lang is. Dit komt overeen met de door jouw gevonden lengte in bericht#5
Onderbouwing!
knopen en buiken1.jpg
knopen en buiken1.jpg (17.16 KiB) 270 keer bekeken
knopen en buiken2.jpg
knopen en buiken2.jpg (33.93 KiB) 270 keer bekeken
knopen en buiken3.jpg
knopen en buiken3.jpg (22.25 KiB) 270 keer bekeken
Moeders tred is uit alle andere te herkennen

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

Heel interessant. Ik zal dit met een dag of drie precies gaan bekijken aangezien ik nu vertrek naar het buitenland.
dat wel natuurlijk

Gebruikersavatar
Berichten: 1.710

Re: coaxkabel

Oke, goede Reis.. :)
Moeders tred is uit alle andere te herkennen

Gebruikersavatar
Moderator
Berichten: 694

Re: coaxkabel

Dank je; alles is goed verlopen.
 
Je benadering lijkt ok. Ook wanneer ik minder afrond blijft het antwoord goed overeen komen (hoe kom je aan λ=166,678 m; volgens mij is dat 166,667 m).
Maar toen ik ter controle een andere afsluitimpedantie volgens jouw methode narekende kwam daar geen goed antwoord uit. Voor de controle had ik ZL = 25-j50 Ω genomen. Daar zou volgens mij uit moeten komen: spanningsknoop op 22,483 m (0,1349 λ).
Misschien begrijp ik jouw methode toch niet goed. Wat bedoel je bijv. precies met ψu ?
dat wel natuurlijk

Reageer