Co dzieje się na końcu linii przesyłowej?


26

Powiedzmy, że chciałem stworzyć widżet zawierający przekaźnik do przełączania między dwiema antenami. Z nadajnika przychodzi koncentryczna linia transmisyjna, a dwie wychodzą, każda do osobnej anteny. Wewnątrz znajduje się przekaźnik, który przełącza środkowy przewodnik, a ekrany kończą się w metalowej obudowie wokół przekaźnika:

schematyczny

symulacja tego obwodu - Schemat utworzony za pomocą CircuitLab

Powiedzmy dalej, że działa on w wysokiej częstotliwości, więc obudowa jest bardzo mała w stosunku do minimalnej długości fali, jaką to urządzenie będzie miało do działania.

W punkcie A występuje nieciągłość impedancji. Koncentryczny był , ale w środku będzie coś innego. W punkcie B pojawia się kolejna nieciągłość, ponieważ przechodzimy z powrotem do . Musi tu więc zachodzić odbicie fal.50Ω50Ω

Jaki miałby to wpływ na nadajnik? Czy spowodowałoby to okropny SWR, czy nie? Czemu?


To więcej, niż chcesz, ale jeśli masz trochę czasu: literatura.agilent.com/litweb/pdf/5988-6505EN.pdf
The Photon

Odpowiedzi:


26

Prawdopodobnie bardzo mały efekt, o ile wymiary są małe. Z lewej strony pojawi się odbicie z punktu „A”, po którym nastąpi (prawie) równe i przeciwne odbicie z punktu „B”. Tak długo, jak odległość od „A” do „B” jest niewielka, odbicia te zostaną skutecznie anulowane.

Jako przykład załóżmy, że impedancja wewnątrz przełącznika wynosi 100Ω. Współczynnik odbicia w „A” wyniesie 0,333, a w „B” będzie wynosił -0,333. Jeśli szerokość obudowy wynosi na przykład 200 mm, czas między tymi odbiciami wyniesie około 1ns (bardzo mały w HF).

Odbicia będą nadal „odbijać się” między „A” i „B” i za każdym razem do linii przesyłowej będzie sprzężona energia, ale pojawią się one w odległości 2ns od siebie i będą za każdym razem tłumione z powodu strat wewnętrznych.

Możemy narysować schemat odbicia pokazujący efekt kroku jednostkowego przemieszczającego się wzdłuż linii. Oś pionowa reprezentuje czas i odległość osi poziomej. Z przykładowymi liczbami nastąpi pewne przekroczenie nadajnika trwające kilka nanosekund. Proszę wybaczyć amatorski schemat!

Schemat odbicia

Edytować :-

Zgodnie z sugestią superkata dodałem kolejny szkic pokazujący powstałe przebiegi u źródła i obciążenia. Szerokość kroku to czas podróży w obie strony na przełączniku iz powrotem.

symulowane ślady zakresu

Jednak chociaż ten rodzaj diagramu jest przydatny, aby uzyskać wgląd w to, co się dzieje, próba obliczenia rzeczywistej amplitudy przekroczenia nie jest zbyt pomocna. Efekty takie jak skończony czas narastania i opadania, wielokrotne odbicia wewnątrz przełącznika (np. Po każdej stronie styku przekaźnika) i inne efekty w większości wygładzą przejścia teoretyczne. Nie zająłem się nawet tłumieniem linii i innymi stratami, ani nie oszacowałem rzeczywistej impedancji przełącznika przekaźnika, co byłoby nietrywialne. W najlepszym wypadku możesz oszacować tylko najgorszy scenariusz.


1
Nigdy nie widziałem tego typu schematu, ale jest to najbardziej intuicyjne wyjaśnienie, jakie widziałem. Ma teraz sens.
Phil Frost

Niezły schemat. Pomocne może być również pokazanie śladu zasięgu odpowiedzi krokowej w punktach A i B i stwierdzenie, że każdy „krok” zaobserwowany na śladzie zasięgu jest czasem podróży w obie strony przez środkową sekcję. Pomogłoby to wyjaśnić, jakie warunki należy spełnić, aby uniknąć problemów, zarówno w dziedzinie cyfrowej, jak i analogowej (np. Przy wysyłaniu sygnału cyfrowego, jakiego rodzaju nachylenie byłoby konieczne, aby uniknąć fałszywych przejść z powodu dzwonienia).
supercat

Oczywiście te pasywne rozdzielacze kabli wideo działają; musi to być dokładnie ta sama zasada.
Kaz

2
Idealna odpowiedź i schemat +1
Andy aka

1
Zwykle nie ma to większego znaczenia, jeśli linia zostanie zakończona na obu końcach; jeśli linia zostanie zakończona, żadne sygnały nie powinny podróżować w kierunku źródła, więc fakt, że sygnały przemieszczające się w ten sposób zostaną odbite, nie będzie miało znaczenia. Gdyby linia była tylko zakończona źródłem, sygnały uderzające w ładunek byłyby odbijane, ale byłyby nieszkodliwie wchłaniane przez źródło. Niedopasowany obszar na środku kabla może jednak powodować problem z brakiem zakończenia źródła.
supercat

1

Biorąc pod uwagę krótkie połączenia, efekt będzie znikomy.


Tak mi powiedziano. Czemu?
Phil Frost

Ponieważ indukcyjność i pojemność będą bardzo małe. Spróbuj to wymodelować.
Leon Heller

0

Ogólna zasada jest taka, że ​​na linii krótszej niż 1/10 długości fali sygnału efekty linii przesyłowej są tak znikome, że można je bezpiecznie zignorować. W HF długość fali wynosiłaby 10-100 metrów, co ponownie oznacza, że ​​jeśli twój drut jest krótszy niż 1-10 metrów (w zależności od dokładnie używanej częstotliwości), możesz bezpiecznie zignorować problem.

Korzystając z naszej strony potwierdzasz, że przeczytałeś(-aś) i rozumiesz nasze zasady używania plików cookie i zasady ochrony prywatności.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.