Versuch
Info
Die Signalgeschwindigkeit in einem Koaxialkabel wird gemessen.
Gleichzeitig kann man den Einfluss des Abschlusswiderstandes zeigen.
Beschreibung
Hinweise zur Durchführung:
Ein Frequenzgenerator mit einem ca. 10 MHz Rechtecksignal wird an ein langes Koaxialkabel (Länge ca.19 m, 50 Ω) angeschlossen. Das andere Ende des Kabels wird mit einem variablen Widerstand (0-220) Ω abgeschlossen. Der Abschlusswiderstand soll möglichst induktivitäts- und kapazitätsarm sein.
Die Signale (100 ns Pulse mit einer Frequenz von 1 kHz) an beiden Enden werden mit einem 2-Kanal-Oszilloskop sichtbar gemacht. Man erkennt die reflektierte Welle am Eingang des Kabels und ein verzögertes Signal am Ausgang des Kabels. Aus der Signallaufzeit und der Länge des Kabels wird die Signalgeschwindigkeit ausgerechnet.
Typische Werte sind um \((1,9-2)\cdot10^{8}\frac{\text{m}}{\text{s}}\). Daraus wird die Dielektrizitätskonstante \(\varepsilon _{r}=\left ( \frac{c_{0}}{c} \right )^{2} = 2,5-2,3\) bestimmt.
Der Einfluss des Abschlusswiderstands (offenes und geschlossenes Ende) ist leicht darstellbar.
Hinweise zum Aufbau:
Statt Frequenzgenerator kann man den Pulsgenerator des Lichtgeschwindigkeit-Messplatzes nehmen.
Es kann auch ein fertiger Logitron-Baustein aus dem Demo benutzt werden. Einer enthält einen Frequenzgenerator, ein zweiter einen variablen Abschlusswiderstand. Hier können Koaxialkabel oder Twisted-Pair-Kabel angeschlossen werden.