 高频信号傅送分析
为了了解信号的传送，可以以图3的实验说明。使用长度为30m的同轴电檀线，在电缆综的左端连接脉冲发生器，在右端连接50Ω的终端负载。在此一状态下，产生脉冲宽度为0.1μs=100ns的单次脉冲。 |
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| 图3 脉冲信号传送实验(使用30m的同轴电缆做为实验。由信号源发射脉波宽幅为lOOns(10MHz)的单次脉波冲) |
| 照片29所示的是以示彼器的ch A(上方)连接脉波发生器，以ch B(下方)连接负载端做为观测。由波形中可以发现ch A的脉波发生器端舆ch B的负载端亩产生时间上的差距。 |
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照片29 在同轴电缆上传送脉冲波的情形(5V/div，100ns/div)(图3的实验结果，由脉波发生器所发射的脉波，经由同轴电缆传送到负载端子此时会在同轴电缆线上产生传送时间的延迟。在空间的电波传播速度为光速，但是，在同轴电缆线内的傅播速度要乘以速度系敷(ÿ=0.62) | |
之所以会产生此一时间差的原因，可以用图4所示的电缆线内的信号传送原理来解释。在图(a)中，在脉波产生的同时，於同轴电缆线内会产生电缆面发生了电场，此後，电荷住负载端移动而产生电流，因而会发生磁场。
也即是，随着时间的经过，信号会以(a)→(b)→(c)的情况前进。这种情况与连续波的高频信号传送相同。 |
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双重电波……前进波舆反射波的产生
高频信号以电波形式在电缆线内传播，很快就到达电缆线的终端。在电缆线终端所连接的负载，会将所传送来的高频能量消耗。
此时，假设传送电缆线的阻抗为Z，终端负载的阻抗为ZL。而在Z不等于ZL，也即是在阻抗没有匹配的状态下，无法将高频能量完全消耗，所剩下的能量成分会返回至信号源端。
因此，在传送电缆线上，除了有从信号源传送至负栽的前进波以外，还有从负载端返回至信号源的反射波存在。关於反射波的存在，可以使用图3的电路实验。
照片30所示的为观察结果。照片(a)为终端负载ZL=50Ω，也即是在阻抗匹配的情况下，所得到的波形。由於前进波的能量会在终端负载消耗掉，因此，不会产生反射波。照片(b)为将终端负载取开，成为开路状态下的情形，照片(c)为将终端短路成为非匹配状态下的情形。由於前进波的能量没有在终端负载消耗掉，因此，会有反射波产生。 |
照片30 前进波与反射波的情形(5V/diV，lOOns/div)(为了观测反射波，发射单次脉冲，在ZL=50Ω的阻抗匹配状态下，不会发生反射波。
如果将负载开路，前进波会维持原状反射。在同轴电缆线30m上的往返时间只花了约0.3μS。
如果将负载短路，前进波会反相而反射。反射波的相位在ZL<50Ω时，会反转。) |
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| (a)阻抗匹配良好 |
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| (c)将负载端短路 |
(b)负载端开路 | |
前进波+反射波……驻波的产生
如图6所示，将高频信号利用传送电缆线传送。如果将终端负载设为开路时，由於前进波会在负载端反射，因此在电缆线上同时存在有前进波与反射波。此时，将前进波与反射波合成，便会在电缆线上产生电压波形，此一电压波形与时间无关，在同一位置发生，因此称其为驻波(Standing wave)。前进波(进行波)与反射波的关系可以用反射系数表示。其关系如下： =反射波的振幅/前进波的振幅，又=(ZL-Z)/(ZL+Z) |
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