1. FASE: Determinazione della velocità di propagazione di un segnale, del fattore di velocità e della costante dielettrica di un cavetto RG58 con il metodo impulsivo.
2. FASE: Determinazione della costante di attenuazione della costante di fase , della lunghezza d'onda a 27 MHz.
3. FASE: Studio qualitativo del fenomeno della riflessione e dell'adattamento del carico alla linea.
4. FASE: Determinazione della lunghezza incognita di un cavo di caratteristiche di propagazione note

STRUMENTI ADOPERATI:

1. GENERATORE DI SEGNALE HEWLETT PACKARD 8116A DA 50 MHz
2. OSCILLOSCOPIO HEWLETT PACKARD DA 100 MHz;
3. 100m DI CAVETTO RG58 DA ESAMINARE;
4. CAVETTO RG58 PER COLLEGAMENTO;
5. 1 T BNC;
6. 1 POTENZIOMETRO DA 2.200 .

1. FASE: Determinazione della velocità di propagazione di un segnale, del fattore di velocità e della costante dielettrica di un cavetto RG58 con il metodo impulsivo.

Si predispone lo schema come in figura.

Il generatore di segnali è collegato al canale A dell’oscilloscopio, dove si predispone un connettore a T, tipo BNC.

Tra il canale A e il canale B si collegano i cento metri di cavetto RG58 da esaminare.

Il segnale scelto è un’onda rettangolare di ampiezza 5V, D.C. = 10%, frequenza  500 KHz e quindi periodo di ripetizione:

L’impedenza di ingresso del canale B deve essere di 50 in modo che il segnale presentandosi non dia luogo a riflessione essendo il carico adattato.

L’impedenza di ingresso del canale A  deve essere invece di 1M in modo che il generatore veda il parallelo tra 50ed 1M, cioè 50, circa e quindi il segnale, pur visualizzato all'oscilloscopio, prosegua senza riflessione lungo i cento metri fino al canale B.

L’immagine dei due impulsi è la seguente:

CANALE A: segnale all’ingresso della linea.

CANALE B: segnale alla fine della linea:

La velocità di propagazione del segnale nel cavetto è data da

Il fattore di velocità risulta:

  Risulta:

2. FASE: Determinazione della costante di attenuazione della costante di fase , della lunghezza d'onda a 27 MHz.

La precedente misura a regime impulsivo consentirebbe una determinazione soltanto qualitativa della costante di attenuazione a perché questa è una funzione della frequenza, e nell’onda rettangolare usata per la precedente prova, sono presenti, come è noto dalla serie di Fourier, infinite armoniche.

Una determinazione molto più precisa si fa allora in regime sinusoidale.

Si sceglie la frequenza di 27 MHz, alla quale sono spesso impiegati i cavetti RG58 nelle trasmissioni CB.

Mantenendo la stessa configurazione strumentale impostata nella prima fase  della prova, si selezionano quindi nel generatore di segnale la funzione sinusoidale e la frequenza di 27 MHz,.

L’immagine visualizzata é:

Quindi, leggendo V_L e V_g all’oscilloscopio, risulta:

V_g=5V: ampiezza dell’impulso incidente all’inizio della linea.

V_L=1,6V: ampiezza dell’impulso incidente al termine della linea.

3. FASE: Studio qualitativo del fenomeno della riflessione e dell'adattamento del carico alla linea.

Si collega il generatore di funzioni con il canale A dell’oscilloscopio ove si pone una connessione a T tipo BNC e da questa si fa proseguire con un tratto di cavo RG58 di 11,25 m terminato con un potenziometro da 2200.

Il canale A deve avere anche qui impedenza d’ingresso da 1M. Non si userà il canale B in questo caso.

Si seleziona la funzione d’onda rettangolare con D.C. = 20%, frequenza = 3 MHz e valore massimo di 5V.

I singoli impulsi partono dal generatore di funzioni, vengono visualizzati dal canale A dell’oscilloscopio e proseguono fino al termine della linea dove incontrano il potenziometro.

50

Modificando il valore del potenziometro si determinano alcune immagini caratteristiche che corrispondono ai tre casi:

K_L>0;             K_L=0;             K_L<0;

1° CASO: K_L>0; R_L>R₀

Linea disadattata.

Resistenza di carico maggiore della resistenza caratteristica della linea.

La seguente animazione mostra come si propaga l'impulso, come viene visualizzato all'oscilloscopio, come viene riflesso e come si attenua lungo la linea nel caso di una linea aperta all'estremità.

2° CASO: K_L=0; R_L=R₀

50

Linea adattata.

3° CASO: K_L<0; R_L<R₀

Linea disadattata.

Resistenza di carico minore dell’impedenza di linea.

4. FASE: Determinazione della lunghezza incognita di un cavo di caratteristiche di propagazione note

Si dispone la strumentazione come nella terza fase della prova scegliendo un cavo di lunghezza dell’ordine di una decina di metri che si lascia aperto all’estremità in modo da determinare la riflessione totale dell’impulso sul carico essendo K_L=1.

Dal tempo t  intercorso fra l’ingresso dell’impulso incidente e il ritorno dell’impulso riflesso sull’estremità aperta si deduce, essendo nota la velocità v di propagazione del segnale nel cavo, la lunghezza della linea, che viene percorsa due volte dal segnale: