Mengapa refleksi hanya berlaku untuk saluran transmisi?

11

Mengapa konsep refleksi gelombang tampaknya hanya berlaku untuk saluran transmisi? Misalnya, untuk rangkaian sederhana dengan dua resistansi R1 = 50 dan R2 = 75 , adalah gelombang tegangan yang berasal dari resistansi pertama yang dicerminkan oleh jumlah: $\Omega$ $\Omega$

$\Gamma = \dfrac{75-50}{75+50} = 0.2$ ?

Maka itu berarti refleksi daya dan transfer daya. Tapi lalu apa kekuatan insidennya? $(0.2)^2 = 0.04 = 4\%$ $1 - 0.04 = 96\%$

Saya kira Anda bisa mengabaikannya karena "saluran transmisi dan resistensi adalah hal yang berbeda" tetapi lalu apa perbedaan mendasar antara mereka? Anda semacam memiliki "gelombang" elektron "bepergian" dalam suatu perlawanan, dan saya kira bahwa jika mereka mengenai resistansi lain dengan kemampuan berbeda untuk membiarkan elektron "bergerak", maka mereka sebagiannya harus kembali, maka tercermin.

resistance transmission-line

— victorbg
sumber

Konsep refleksi juga penting dalam akustik.

— Dwayne Reid

15

Refleksi terjadi di mana-mana, tidak hanya di jalur transmisi. Saluran transmisi adalah model situasi fisik, yang mudah diterapkan pada sepasang konduktor yang panjangnya sebanding dengan atau lebih besar dari panjang gelombang sinyal, dan yang teratur dalam penampang.

Yang menentukan apakah pantulan itu penting adalah frekuensi dan ukuran fisik rangkaian. Jika Anda memiliki impedansi yang tidak tertandingi maka Anda mendapatkan gelombang yang dipantulkan seperti yang Anda jelaskan, dan Anda harus berurusan dengan mereka atau mereka dapat diabaikan karena beberapa alasan. Berikut ini dua alasan:

Untuk sirkuit frekuensi rendah yang eksklusif, pantulannya berulang-ulang dan menetap pada skala waktu yang jauh lebih cepat daripada perubahan sinyal. Yaitu, setiap pantulan ganda adalah sinyal tambahan yang hanya keluar dari fase dengan sinyal asli, tetapi ketika mereka mendapatkan lebih dari fase amplitudo mereka turun cukup cepat sehingga mereka dapat diabaikan. (Bahkan sirkuit RF dapat dibangun dengan cara ini, seperti yang dapat dilihat dari banyak peralatan radio amatir HF yang dibuat sendiri.)

Ketika frekuensi meningkat, panjang gelombang berkurang, dan ukuran fisik komponen Anda menjadi relatif lebih besar, dan Anda mulai harus khawatir tentang menghindari "gundukan" impedansi. Di sinilah Anda mulai menggunakan teknik desain microstrip di sirkuit tercetak.
Di sirkuit digital, transisi yang tajam mungkin memiliki komponen frekuensi tinggi yang akan memantulkan tetapi Anda tidak perlu khawatir tentang hal ini selama kecepatan jam Anda jauh lebih lambat daripada panjang jejak / kabel Anda (ada konversi melalui c untuk membuat itu masuk akal, tentu saja) karena pada saat jam membuat tik berikutnya, semua sinyal telah menetap ke keadaan stabil.

(Perhatikan bahwa tidak ada gelombang berdiri di sini karena dalam periode satu jam centang sinyal penggerak adalah langkah - langkah (tinggi ke rendah atau rendah ke tingkat logika tinggi), bukan sinyal periodik.)

Ketika kecepatan clock meningkat, waktu pengendapan yang tersedia berkurang, mengharuskan Anda untuk meminimalkan pantulan atau meminimalkan waktu perjalanan sinyal (sehingga pengendapan terjadi lebih cepat).

— Kevin Reid
sumber

Ini mulai masuk akal, jadi misalnya dalam rangkaian teoretis sederhana saya, gelombang akan dipantulkan oleh 20% yang datang dari R1 ke R2, tetapi mereka juga akan dipantulkan bolak-balik di mana pun di sirkuit sampai hukum Kirchoff berlaku dan saya tidak tidak perlu khawatir tentang ini dan itu refleksi (untuk frekuensi rendah) apakah itu benar?

— victorbg

Hukum @victorbg Kirchhoff berlaku tidak peduli apa pun yang terjadi. Hanya saja Anda memiliki pilihan untuk menunggu sampai kondisi stabil dan kemudian menerapkannya pada model elemen terpusat Anda mengabaikan jarak, atau menerapkannya pada model yang menyertakan saluran transmisi (atau perkiraan LC untuknya).

— Kevin Reid

Misalkan kedua resistansi sekarang dipisahkan oleh saluran transmisi yang panjang. Dari saat saya menyalakan generator saya sampai mencapai R2, tidak ada perbedaan potensial pada R2 kan? Sehingga hukum Kirchoff untuk loop belum berlaku, itu hanya akan berlaku di kondisi mapan. Jika Anda menghapus saluran transmisi, itu harus tetap berlaku, hanya saja, itu akan sangat (sangat sangat) cepat.

— victorbg

KCL masih berlaku. Loop saat ini di dekat generator ditutup oleh kapasitansi saluran transmisi di dekat generator. Seperti yang mengisi, arus di sana berhenti, dan kapasitansi lebih lanjut di sepanjang garis mengisi (loop tumbuh), dan seterusnya sampai loop menutup R2.

— Kevin Reid

3

Perbedaan di antara mereka adalah bahwa saluran transmisi dicirikan oleh kapasitansi dan induktansi (dan biasanya beberapa hambatan juga). Dalam kehidupan nyata, transmisi sinyal melibatkan pembangkitan medan magnet (karena arus mengalir) dan medan listrik (karena ada perbedaan tegangan di sepanjang konduktor). Kerangka kerja untuk berurusan dengan bidang-bidang ini adalah konsep induktansi dan kapasitansi. Saluran transmisi dapat dimodelkan sebagai jaringan induktif / kapasitif terdistribusi, dan itu adalah atribut penyimpanan energi dari saluran transmisi yang memungkinkannya untuk menghasilkan efek yang dilakukannya. Jadi alasan bahwa itu berperilaku berbeda dari resistor yang ideal adalah bahwa hal itu adalahberbeda. Pada frekuensi audio dan jarak pendek efek ini benar-benar tidak masalah, tetapi pada frekuensi tinggi atau jarak jauh mereka bisa menjadi penting. Salah satu aplikasi pertama yang menuntut perawatan untuk hal ini adalah kabel telegraf transatlantik. Frekuensi tidak terlalu tinggi, tetapi panjang panjang menyebabkan masalah yang tidak terduga. Anda dapat membaca di sini htp: //faculty.uml.edu/cbyrne/Cable.pdf misalnya, untuk diskusi.

— WhatRoughBeast
sumber

1

Efek elektromagnetik yang Anda bicarakan berlaku untuk frekuensi tinggi. Biasanya untuk analisis rangkaian frekuensinya kecil sehingga konsep refleksi dan transmisi tidak berlaku.

— muhammad muheeb
sumber

0

Sebuah resistor adalah elemen sirkuit yang disatukan hampir secara definisi. Jalur transmisi digunakan untuk memodelkan situasi di mana panjang garis dekat atau lebih besar dari panjang gelombang. Jika resistor fisik Anda lebih besar dari panjang gelombang, Anda perlu memodelkannya sebagai sesuatu yang lebih kompleks daripada hambatan sederhana. Salah satu opsi mungkin saluran transmisi lossy.

— Adam Haun
sumber

0

Efek saluran transmisi terjadi ketika waktu penelitian pengemudi lebih cepat daripada penundaan propagasi kabel. Jika ini tidak terjadi, kawat biasanya berperilaku sebagai induktansi disamakan dan beban sebagai kapasitansi disamakan. Saya telah melakukan banyak pemodelan menggunakan SPICE dan pengukuran papan PC dan itulah yang saya temukan.

— stanlackey
sumber