Що відбувається в кінці лінії електропередачі?


26

Скажімо, я хотів зробити віджет, що містить реле для перемикання між двома антенами. З передавача надходить коаксійна лінія передачі, і дві виходять, кожна на окрему антену. Всередині знаходиться реле, яке перемикає центральний провідник, а щити закінчуються в металевий корпус навколо реле:

схематичні

імітувати цю схему - Схематично створено за допомогою CircuitLab

Скажемо далі, що це працює у ВЧ, тому корпус дуже малий щодо мінімальної довжини хвилі, з якою цей пристрій зіткнеться в роботі.

У точці А спостерігається розрив опору. Коаксіал був , але всередині це буде щось інше. У точці B спостерігається ще одна розрив, коли ми переходимо назад до 50 Ом . Отже, тут має відбуватися якесь хвильове відображення.50Ω50Ω

Який вплив це матиме на передавач? Це призвело б до жахливих СВВ, чи ні? Чому?


Це більше, ніж ви просите, але якщо у вас є деякий час на руках: literature.agilent.com/litweb/pdf/5988-6505EN.pdf
The Photon

Відповіді:


26

Напевно, дуже мало ефекту, поки розміри невеликі. Від лівої сторони відбудеться відбиття від точки "А", за якою слідує (майже) рівний та протилежний відрізок від "В". Поки відстань від "А" до "В" невелика, ці роздуми фактично скасуються.

Як приклад, скажімо, імпеданс всередині вимикача становить 100 Ом. Коефіцієнт відбиття при 'A' становитиме 0,333, а у 'B' -0,333. Якщо ширина корпусу дорівнює 200 мм, час між цими віддзеркаленнями становитиме близько 1н (дуже малий при ВЧ).

Роздуми продовжуватимуть «підстрибувати» між «А» та «В», і кожен раз у лінії електропередачі буде приєднана якась енергія, але вони відбуватимуться на відстані 2с і будуть ослаблені щоразу через внутрішні втрати.

Ми можемо намалювати схему відображення, що показує ефект одиничного кроку, що рухається вниз по лінії. Вертикальна вісь представляє час та відстань по горизонтальній осі. З прикладними малюнками на передавачі відбудеться деякий простріл, який триватиме кілька наносекунд. Вибачте про любительську схему!

Діаграма відображення

Редагувати: -

Після пропозиції суперката, я додав ще один ескіз, що показує результуючі форми хвиль у джерелі та навантаженні. Ширина кроку - це час у зворотному ході через вимикач і назад.

змодельовані сліди області

Однак, хоча така діаграма корисна для отримання розуміння того, що відбувається, спроба обчислити фактичну амплітуду перекриття не надто корисна. Ефекти, такі як кінцевий час підйому та падіння, багаторазове відображення всередині вимикача (наприклад, кожна сторона контакту реле) та інші ефекти, здебільшого згладять теоретичні переходи. Я навіть не звертався до ослаблення лінії та інших втрат, а також не оцінював фактичний опір релейного вимикача, який був би нетривіальним. У кращому випадку можна оцінити лише найгірший сценарій.


1
Я ніколи не бачив такого типу діаграм, але це, безумовно, найбільш інтуїтивне пояснення, яке я бачив. Має ідеальний сенс зараз.
Філ Мороз

Гарна схема. Може бути корисним також показати трасування масштабу відповіді на ступінь на А і В, і сказати, що кожен "крок", який спостерігається на діаграмі діапазону, - це час кругової поїздки через середній розділ. Це допоможе зрозуміти, які умови повинні бути виконані, щоб уникнути проблем як у цифровому, так і в аналоговому домені (наприклад, при надсиланні цифрового сигналу, який нахил буде необхідний, щоб уникнути помилкових переходів через дзвінок).
supercat

Очевидно, ці пасивні коробки для роз'єднання відеокабелів працюють; це повинен бути точно той же принцип.
Каз

2
Ідеальна відповідь та діаграма +1
Енді ака

1
Зазвичай це не матиме великого значення, якщо лінія припиняється на обох кінцях; якщо лінія завантаження припиняється, жодні сигнали не повинні рухатися до джерела, тому факт, що сигнали, що рухаються цим шляхом, отримав би відображення, не має значення. Якщо лінія закінчується лише джерелом, сигнали, що потрапляють у навантаження, відображатимуться, але вони будуть нешкідливо реабсорбовані джерелом. Невідповідна область в середині кабелю, однак, може спричинити відсутність припинення джерела проблематично.
supercat


0

Основне правило полягає в тому, що на лінії, коротшій за 1/10 довжини хвилі сигналу , ефекти лінії передачі настільки незначні, що їх можна сміливо ігнорувати. У HF довжина хвилі складе 10-100 метрів, що знову ж таки означає, що якщо ваш провід коротший за 1-10 метрів (залежно від вашої точно використаної частоти), ви можете сміливо ігнорувати проблему.

Використовуючи наш веб-сайт, ви визнаєте, що прочитали та зрозуміли наші Політику щодо файлів cookie та Політику конфіденційності.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.