第1节 一根 50 欧姆的电缆? (修订中)
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在我对电力的早期探索中,我遇到了一段_同轴电缆_,其外护套上印有“50 ohms”的标签(下图)。同轴电缆是一种双芯电缆 (opens new window),由单根导体制成,周围有编织线护套,两者之间用塑料绝缘材料隔开。
因此,外部(编织)导体完全围绕内部(单线)导体,两个导体在电缆的整个长度上相互绝缘。这种类型的电缆通常用于传导弱(低幅度 (opens new window))电压信号,因为它具有出色的屏蔽此类信号免受外部干扰的能力。

同轴电缆结构。
我对这条同轴电缆上的“50 ohms”标签感到困惑。两根由相对较厚的塑料层相互绝缘的导体怎么可能在它们之间有 50 欧姆的电阻?
用我的欧姆表 (opens new window)测量外导体和内导体之间的电阻,我发现它是无限的(开路),就像我对两个绝缘导体的预期一样。
测量从电缆一端到另一端的两个导体中的每一个的电阻表明电阻几乎为零:再次,这正是我对连续、不间断的电线长度的预期。
无论我将欧姆表连接在哪个点之间,我都无法测量该电缆上 50 Ω 的电阻。
当时我不明白的是电缆对高频交流信号和脉冲的响应,这些信号和脉冲表现出快速的上升/下降时间。连续直流电(DC)——例如我的欧姆表用来检查电缆电阻的电流——显示两条导体彼此完全绝缘,两者之间的电阻几乎是无限大的。
然而,由于沿电缆长度分布的电容和电感的影响,电缆对快速变化的电压的响应使其充当_有限_阻抗,吸收与施加电压成比例的电流。
在快速变化的瞬态和高频交流 (opens new window)信号存在的情况下,我们通常会认为只是一对电线而忽略的东西,它具有自己的特性。在表达这些属性时,我们将线对称为_传输线_。
本章探讨了传输线的行为。许多传输线效应在电力线频率(50 或 60 赫兹)的交流电路或连续直流电路中并没有显著出现,因此到目前为止,我们在电路研究中不必关注它们。
然而,在涉及高频和/或极长电缆长度的电路中,影响非常显著。
传输线效应的实际应用在射频 (opens new window)(“RF”) 通信电路(包括计算机网络)和受到快速变化的电压瞬变(“浪涌”)(如电力线上的雷击)的低频电路中比比皆是。
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