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示波器在基础电子中常采用1M和50欧的阻抗,原因是什么?

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简介:
对于曾使用示波器的用户而言,会注意到带宽超过200M的示波器通常会提供两种输入阻抗选项。其中一种是广泛应用的1MΩ,而另一种则是本文重点介绍的50Ω。那么,这个50Ω究竟有什么作用呢?一般来说,输入阻抗不应当追求越高越好。接下来,我们将一同深入探究这个具有独特功能的50Ω。 如同学习历史需要了解军事理论一样,要想充分理解50Ω的原理,也必须先了解传输线这一概念。众所周知,电信号以电磁波的形式在传输线中进行传播。然而,当传输线的尺寸不再远小于电磁波的波长时,就必须认真考虑电磁波本身的特性了。 类似于光在传输介质中发生反射一样,电信号也会产生反射现象。这种反射可能会导致信号的失真,正如图1所示。

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  • 为何1M50
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    本文探讨了在基础电子学领域中,示波器通常采用1兆欧姆输入阻抗及50欧姆输出负载的原因及其背后的物理原理。 使用过示波器的人会注意到,带宽超过200M的示波器通常有两种输入阻抗选择:一种是常见的1MΩ,另一种则是本段落要介绍的重点——50Ω。为什么会有这个50Ω选项呢?一般来说,人们认为输入阻抗越高越好,但实际情况并非如此。接下来我们将深入探讨这个神秘的50Ω。 为了理解这个问题,我们需要先了解一下传输线的概念。就像讲述历史时需要插入一些军事理论知识一样,在解释50Ω之前,我们也必须讨论一下传输线的工作原理。众所周知,电信号实际上是通过电磁波的形式在传输线上传播的。当传输线路长度不再远小于信号波长时,我们就不得不考虑这种“波”的特性。 类似于光从一种介质进入另一种介质会发生反射现象,电信号也会发生类似的反射问题。这些反射会导致什么样的结果呢?您的信号可能会受到破坏,具体表现为图1所示的情况(此处省略了具体的图片链接)。
  • 为何设为1M50
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    本篇技术文章探讨了示波器常用两种输入阻抗(1M欧姆与50欧姆)的原因及应用场景,帮助读者理解其背后的技术原理。 使用过示波器的人会注意到,带宽超过200MHz的示波器通常有两种输入阻抗可以选择:一种是常见的1MΩ,另一种则是本段落重点介绍的50Ω。这个50Ω的作用是什么?既然输入阻抗应该是越高越好,为什么会有这样的设置呢?接下来我们将一起探讨这个神秘的50Ω选项。
  • 使50匹配?
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    在电子工程领域,50欧姆常被用作标准传输线阻抗值。本文探讨了为何选用该数值进行信号传输中的阻抗匹配,并解释其背后的原理和优势。 大多数工程师偏爱将50欧姆作为PCB传输线的阻抗值(有时这也是PCB板的默认设置),那么为什么不是其他数值呢?
  • PCB设计通会控制50
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    简介:本文探讨了为何PCB设计中传输线阻抗常设定为50欧姆,分析其对信号完整性、减少反射及匹配常用信号源与负载的影响。 在进行PCB设计的过程中,在走线之前通常需要对项目进行叠层设置,并根据厚度、基材及层数等因素计算阻抗值。 图1 展示了典型的叠层信息图表,从中可以看出,单端网络的设计一般遵循50欧姆的标准。那么为什么选择这个数值呢?首先,默认采用的50欧姆标准得到了业界广泛认可。实际上,这通常是由某个权威机构制定的标准所决定的,在电子技术领域中尤其如此。 在军事应用方面,这一标准尤为突出——许多技术最初应用于军用设备,并逐渐推广到民用市场。特别是在微波技术发展的早期阶段(如二战期间),阻抗的选择完全取决于实际需求而没有一个统一的标准值。随着技术的进步,需要确立一种既能满足经济性又便于使用的阻抗标准。 在美国,当时最常用的导管是由现有的标尺竿和水管连接而成的组合体,其中51.5欧姆较为常见;但同时也有许多适配器、转换器等配件能够兼容50-51.5欧姆范围内的阻抗。为解决陆军与海军之间的技术差异问题,一个名为JAN(后来更名为DESC)的组织应运而生,并专门针对这一需求发展出了一套MIL标准,在综合考虑各种因素后最终确定了使用50欧姆作为统一标准。 随后,基于此标准制造的各种导管和线缆被广泛采用。相比之下,在欧洲地区最初的标准是60欧姆;不过随着时间推移,全球范围内逐渐趋向于采纳美国所确立的50欧姆这一通用规范。
  • 制动过热
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    制动电阻在使用过程中可能会因多种因素导致过热,包括电流过大、散热不良以及环境温度高等。了解具体原因有助于采取有效措施进行预防和处理。 制动电阻发热严重通常意味着短时间内释放了大量的能量。这可能是由于负载储能过多、制动时间过短或频繁制动(即工作制问题)导致的。 如果经常出现烧毁的情况,请考虑以下解决方案: 1. 更换更大容量的制动电阻,但确保阻值不要太小。 2. 延长制动时间。 3. 给电阻安装足够的冷却风机来提高散热能力。注意风道要通畅,在封闭空间内加装风机没有效果。 4. 调整机械制动装置的介入时机以分担部分能量消耗。 5. 检查并确认制动斩波器是否损坏,以及其设置参数是否符合实际供电电压需求。 变频器中的电缆若因磨损导致绝缘层破损和接地,则会导致发热。这是由于大电流通过故障点流过制动电阻,并形成从直流母线到地的回路。根据焦耳定律,这种情况下电阻会因电能转换为热而产生热量。需要更换损坏的电线以解决漏电问题。 参考变频器主电路结构图可以更清楚理解这一过程:P’与P之间通过铜条或电抗器短接(尽管在示意图中未标注)。通常,正极P端电压约为535伏特,相对于负极N。虽然从图上看地线E和正极端点间没有直接回路,但在实际应用环境中,很多地方的地线与零线是连接在一起的。
  • 相位滤?它
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    简介:相位滤波是信号处理中用于调整或修正信号相位特性的技术。它通过改变信号各频率分量之间的相对延迟来改善图像质量、进行频谱分析等,广泛应用于电子和光学领域。 文章主要介绍什么是相位以及它给我们的启示,并探讨了相位滤波的概念及其在音响系统中的重要作用。文末将以一个典型的相位滤波调试案例来强调分频系统中进行相位均衡调整的重要性。 谈到相位滤波,多数人可能觉得既熟悉又陌生。在专业音响扩声领域里,人们对它的重视程度时有变化:有时候会被忽视,而在某些情况下又被认为非常重要。那么究竟什么是相位滤波呢?我们首先需要了解“相位”的概念。 什么是相位: 声音(尤其是20Hz到20KHz范围内的音频信号)由不同频率的组合构成。
  • Linux使./运行程序
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    本篇探讨了为何在Linux系统中通过执行命令./可执行文件名来启动应用程序,解析其背后的机制和必要性。 在Ubuntu 9.10上进行了以下测试(其他平台未验证)。这仅是我个人的理解,并不一定完全准确。 原因:当不使用“./”时,shell会在$PATH环境变量中查找命令的位置来执行该命令,但若此路径下不存在相应命令,则会导致无法运行;而加上“./”,则告诉shell当前目录即为要执行的命令位置,这样就可以成功运行。简单来说,在默认情况下,shell会到$PATH指定的位置寻找需要执行的命令并进行操作。由于常用的系统命令均位于该环境变量中,因此可以直接调用这些命令。然而对于用户自己创建且存放于非$PATH路径下的文件,则需通过“./”来明确指示其位置才能正确运行。
  • 差分详解-差分?
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    简介:本文详细解析了差分阻抗的概念和应用,重点阐述差分信号的工作原理及其在高速数字电路设计中的重要性。 差分阻抗在电子工程与电路设计领域尤其重要,在高速数字信号传输及高频模拟信号传输方面尤为关键。全面理解这一概念需从多个角度进行探讨:首先涉及差分信号的基础知识;其次,明确差分阻抗的定义及其计算方法;最后讨论差分阻抗与共模阻抗之间的关系。 差分信号通过两条独立且电性相反线路传递信息的方式称为差动传输。相比单线传输模式,这种技术具备更强的抗干扰能力和更少的电磁辐射。由于这两条导线上产生的磁场相互抵消,因此可以有效提高信号完整性。 在一对差动走线中,一个导体相对于另一个导体表现出一定的阻抗特性,被称为差分阻抗。当其中一条线路中有电流流动时,在另一根线上会产生相应的感应电压。这种现象由两个独立的特征阻抗(Z11和Z22)及其互感效应决定(通常用比例常数k表示)。在理想对称情况下,两导线间的耦合完全相同且各自具有相同的特征阻抗值。 差分阻抗可以通过以下公式计算:\[ Z_{\text{diff}} = 2 \times Z_0 \times (1 - k) \]。值得注意的是,在实际应用中,为了减少信号反射现象的发生并确保良好的传输性能,通常将每个单线的特征阻抗设定为50欧姆左右。 此外,共模阻抗也是设计差分对时需要考虑的重要参数之一。它指的是在两条导体相对于地的情况下所表现出的整体电阻特性。当两根电线同时接地或处于相同电位时使用此概念来描述其电气性能。与差动模式不同的是,在计算共模阻抗时,假设流经每条线路的电流方向一致并相等。 总之,正确理解和掌握差分阻抗的相关知识对于优化电子系统的信号传输质量至关重要。这涉及到了解差动信号的基本原理、特征阻抗特性以及耦合效应等多个方面,并且需要确保在设计过程中对这些参数进行精确控制以达到最佳工作状态。
  • 三角SPWM
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    本文探讨了三角波载波在正弦脉宽调制(SPWM)技术中的关键作用,解释其工作原理及对输出信号质量的影响。 SPWM(正弦波脉宽调制)是一种广泛应用且相对成熟的脉宽调制技术。根据采样控制理论中的一个重要结论:当不同形状但冲量相等的窄脉冲施加于具有惯性的系统时,它们的效果基本相同。基于这一原理,SPWM方法通过使用宽度按正弦规律变化、与期望输出的正弦波形面积相同的PWM信号来控制逆变电路中开关器件的通断状态。 在逆变器应用中,这种脉宽调制技术能够生成一系列幅值恒定但宽度不同的矩形脉冲序列,并以此近似模拟所需的正弦电压。通过调整调制波的频率和幅度,可以灵活地调节输出电压的频率与大小。