왜 반사가 전송 라인에만 적용됩니까?


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왜 파 반사 개념이 전송선에만 적용되는 것 같습니까? 예를 들어, 두 개의 저항 R1 = 50 및 R2 = 75 Ω 인 간단한 회로의 경우 첫 번째 저항에서 오는 전압 파는 양에 의해 반영됩니다.ΩΩ

?Γ=755075+50=0.2

이어서 그것은 의미 전력 반사 및 1 - 0.04 = 96 %의 전력 전송한다. 그러나 사건의 힘은 무엇입니까?(0.2)2=0.04=4%10.04=96%

나는 "전송선과 저항이 다른 것들"로서 그것을 닦을 수 있다고 생각하지만, 그들 사이의 근본적인 차이점은 무엇입니까? 여러분은 일종의 저항으로 전자의 "파동"을 가지고 있으며, 전자가 "이동"할 수있는 다른 능력으로 다른 저항에 부딪 치면 그것들은 부분적으로 되돌아 가야한다고 생각합니다.


반사의 개념은 음향학에서도 중요합니다.
Dwayne Reid 1

답변:


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반사는 전송 라인뿐만 아니라 모든 곳에서 발생합니다. 전송선 은 물리적 상황 의 모델 로, 신호의 파장과 길이가 같거나 더 길고 단면이 규칙적인 한 쌍의 도체에 쉽게 적용 할 수 있습니다.

반사가 중요한지 여부 는 회로 의 주파수물리적 크기입니다 . 당신이 일치하지 않는 임피던스를 가지고 있다면, 당신은 당신이 묘사 한 것처럼 반사파를 얻게되고, 그것들을 다루어야하거나 어떤 이유로 무시할 수 있습니다. 두 가지 이유가 있습니다.

  • 독점적으로 저주파 회로의 경우 반사가 반복적으로 반사되어 신호 변경보다 훨씬 빠른 시간 단위로 안정화됩니다. 즉, 각 이중 반사는 원래 신호와 위상맞지 않는 추가 신호 이지만 위상 이 높아질 수록 진폭이 무시되어 무시할 수 있습니다. (수많은 자체 제작 된 HF 아마추어 무선 장비 에서 볼 수 있듯이 RF 회로도 이러한 방식으로 구축 할 수 있습니다 .)

    주파수가 증가함에 따라 파장이 감소하고 구성 요소의 물리적 크기가 상대적으로 커지고 임피던스 "범프"를 피할 염려가 있습니다. 인쇄 회로에서 마이크로 스트립 설계 기법을 사용하기 시작 합니다.

  • 디지털 회로에서 예리한 전환에는 고주파 성분이 반영 될 수 있지만 클럭 속도가 트레이스 / 와이어의 길이보다 훨씬 느리면 걱정할 필요가 없습니다 ( c 를 통해 변환해야 함) 시계가 다음 틱을 만들 때 모든 신호가 안정 상태로 내려 갔기 때문입니다.

    ( 단일 클럭 틱 기간 내에 구동 신호는 주기적인 신호가 아니라 단계 (높은 수준에서 낮은 수준 또는 낮은 수준에서 높은 수준의 논리 수준) 이기 때문에 정재파 는 없습니다 .)

    클럭 속도가 증가함에 따라 사용 가능한 안정화 시간이 줄어들어 반사를 최소화하거나 신호 이동 시간을 최소화해야합니다 (안정화가 더 빨라짐).


이것은 이해하기 시작했습니다. 예를 들어 이론적 인 간단한 회로에서 파도는 R1에서 R2로 20 % 씩 반사 될 것입니다. 그런 저음과 저 반사에 대해 걱정할 필요는 없습니다.
victorbg

@victorbg Kirchhoff의 법칙은 무엇이든 적용됩니다. 안정된 상태가 될 때까지 기다렸다가 거리를 무시하고 집중 요소 모델에 적용하거나 전송선 (또는 LC 근사)을 포함하는 모델에 적용 할 수 있습니다.
Kevin Reid

이제 두 개의 저항이 긴 전송선으로 분리되었다고 가정 해 봅시다. 발전기를 켠 순간부터 R2에 도달 할 때까지 R2에서 잠재적 인 차이는 없습니까? Kirchoff의 루프에 대한 법칙은 아직 적용되지 않으므로 정상 상태에서만 적용됩니다. 전송 라인을 제거하더라도 여전히 적용되어야하며 매우 빠릅니다.
victorbg

KCL은 여전히 ​​적용됩니다. 발전기 근처의 전류 루프는 발전기 근처의 전송선의 커패시턴스에 의해 닫힙니다. 충전 될 때 전류가 멈춤으로써 루프가 R2를 둘러 쌀 때까지 라인 충전을 따라 커패시턴스가 더 커집니다 (루프가 커짐).
Kevin Reid

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그들 사이의 차이는 전송선이 커패시턴스와 인덕턴스 (및 일반적으로 약간의 저항)를 특징으로한다는 것입니다. 실제로 신호를 전송하려면 전류가 흐르기 때문에 자기장 (도체를 따라 전압 차이가 있으므로)이 발생합니다. 이러한 분야를 다루는 프레임 워크는 인덕턴스와 커패시턴스의 개념입니다. 전송 라인은 분산 유도 / 용량 성 네트워크로 모델링 될 수 있으며, 전송 라인의 에너지 저장 속성은 그것이 영향을 줄 수 있도록합니다. 이상적인 저항과 다르게 동작하는 이유 다른. 오디오 주파수와 근거리에서 이러한 효과는 중요하지 않지만 고주파수 나 장거리에서는 중요합니다. 이 물건의 처리를 요구하는 첫 번째 응용 분야 중 하나는 대서양 횡단 전신 케이블이었습니다. 고주파수는 아니지만 길이가 길면 예기치 않은 문제가 발생했습니다. 토론을 위해 여기에서 htp : //faculty.uml.edu/cbyrne/Cable.pdf 를 읽을 수 있습니다 .


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이야기하는 전자기 효과는 고주파에 적용됩니다. 일반적으로 회로 분석의 경우 주파수가 작아 반사 및 전송 개념이 적용되지 않습니다.


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저항은 거의 정의에 의해 집중 회로 요소입니다. 전송 라인은 라인의 길이가 파장에 가까워 지거나 더 큰 상황을 모델링하는 데 사용됩니다. 물리적 저항이 파장보다 큰 경우 간단한 덩어리 저항보다 복잡한 것으로 모델링해야합니다. 하나의 옵션은 손실 송전선 일 수 있습니다.


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전송선 효과는 드라이버의 상승 시간이 와이어의 전파 지연보다 빠를 때 발생합니다. 그렇지 않은 경우 일반적으로 와이어는 집중 인덕턴스로 동작하고 부하는 집중 커패시턴스로 동작합니다. SPICE 및 PC 보드 측정을 사용하여 많은 모델링을 수행했으며 이것이 바로 내가 찾은 것입니다.

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