Dlaczego odbicie dotyczy tylko linii przesyłowych?

Dlaczego koncepcja odbicia fali wydaje się dotyczyć tylko linii przesyłowych? Na przykład dla prostego obwodu z dwoma rezystancjami R1 = 50 i R2 = 75 Ω to fala napięcia pochodząca z pierwszej rezystancji odzwierciedlona przez wartość:$\Omega$$\Omega$

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

Oznaczałoby to odbicia mocy i 1 - 0,04 = 96 % przeniesienia mocy. Ale jaka jest siła incydentu?$(0.2)^2 = 0.04 = 4\%$$1 - 0.04 = 96\%$

Wydaje mi się, że można to zignorować, ponieważ „linie przesyłowe i rezystancje to różne rzeczy”, ale czym JEST fundamentalna różnica między nimi? W pewnym sensie masz „falę” elektronów „podróżujących” w oporze, i sądzę, że jeśli uderzą one w inny opór z inną zdolnością pozwalającą elektronom „podróżować”, to powinny one częściowo wrócić, a więc zostać odbite.

Refleksje zdarzają się wszędzie, nie tylko w liniach przesyłowych. Linia transmisyjna to model sytuacji fizycznej, który można łatwo zastosować do pary przewodników, których długość jest porównywalna lub większa niż długość fali sygnału i która ma regularny przekrój poprzeczny.

Co decyduje, czy odbić sprawa jest częstotliwości w i fizyczny rozmiar obwodu. Jeśli masz nieporównywalną impedancję, wówczas otrzymujesz fale odbite tak, jak to opisujesz, albo albo sobie z nimi radzisz, albo z jakiegoś powodu są one nieistotne. Oto dwa powody:

• W przypadku obwodów wyłącznie niskiej częstotliwości odbicia odbijają się wielokrotnie i osiadają na skali czasu znacznie szybciej niż zmiany sygnałów. Oznacza to, że każde podwójne odbicie jest dodatkowym sygnałem, który jest po prostu poza fazą w stosunku do oryginalnego sygnału, ale gdy stają się bardziej przesunięte w fazie, ich amplituda spada wystarczająco szybko, aby można je było pominąć. (Nawet obwody RF mogą być budowane w ten sposób, jak widać z wielu domowych amatorskich urządzeń radiowych HF .)

  Wraz ze wzrostem częstotliwości maleje długość fali, a fizyczny rozmiar twoich komponentów staje się stosunkowo większy i zaczynasz się martwić o uniknięcie impedancji. W tym miejscu zaczynasz stosować techniki projektowania mikropasków w obwodach drukowanych.

• W układach cyfrowych, ostre przejścia mogą mieć komponenty o wysokiej częstotliwości, które odbijają, ale nie trzeba się martwić o to, jak długo, jak szybkość zegara jest znacznie wolniejszy niż długość ślady / przewodów (jest konwersja poprzez C do dokonywania ma to oczywiście sens), ponieważ zanim zegar wykona kolejny tyk, wszystkie sygnały ustabilizują się.

  (Należy zauważyć, że nie ma tutaj fal stojących , ponieważ w okresie pojedynczego tyknięcia sygnały sterujące są krokami (poziomy wysoki do niskiego lub niski do wysokiego), a nie sygnały okresowe.)

  Wraz ze wzrostem prędkości zegara, dostępny czas osiadania zmniejsza się, co wymaga zminimalizowania odbić lub zminimalizowania czasu podróży sygnału (aby osiadanie przebiegało szybciej).

Różnica między nimi polega na tym, że linia transmisyjna charakteryzuje się zarówno pojemnością, jak i indukcyjnością (i zwykle również pewną rezystancją). W rzeczywistości transmisja sygnału obejmuje zarówno generowanie pola magnetycznego (ponieważ płynie prąd), jak i pól elektrycznych (ponieważ na przewodzie występuje różnica napięć). Ramy postępowania w tych dziedzinach są koncepcjami indukcyjności i pojemności. Linia transmisyjna może być modelowana jako rozproszona sieć indukcyjna / pojemnościowa, a to atrybuty magazynowania energii linii transmisyjnej pozwalają na wytwarzanie efektów, które robi. Więc powodem, dla którego zachowuje się inaczej niż idealny rezystor, jest to, że tak jestróżne. Na częstotliwościach audio i na krótkich odległościach te efekty naprawdę nie mają znaczenia, ale przy wysokich częstotliwościach lub na dużych odległościach mogą stać się ważne. Jednym z pierwszych zastosowań wymagających leczenia tych rzeczy były transatlantyckie kable telegraficzne. Niezbyt wysokie częstotliwości, ale duże długości spowodowały nieoczekiwane problemy. Możesz przeczytać tutaj htp: //faculty.uml.edu/cbyrne/Cable.pdf na przykład w celu dyskusji.

Efekty elektromagnetyczne, o których mówisz, odnoszą się do wysokich częstotliwości. Zwykle w analizie obwodów częstotliwość jest niewielka, więc pojęcia odbicia i transmisji nie mają zastosowania.

Rezystor jest niemal z definicji elementem skupionym. Linie przesyłowe służą do modelowania sytuacji, w których długość linii jest bliska lub większa niż długość fali. Jeśli twój rezystor fizyczny jest większy niż długość fali, musisz zamodelować go jako coś bardziej złożonego niż zwykły zbity opór. Jedną z opcji może być stratna linia transmisyjna.

Efekty linii przesyłowej występują, gdy czas narastania sterownika jest szybszy niż opóźnienie propagacji drutu. Jeśli tak nie jest, drut zwykle zachowuje się jak skupiona indukcyjność, a obciążenie jako skupiona pojemność. Zrobiłem dużo modelowania przy użyciu SPICE i pomiarów płyt PC i to właśnie znalazłem.