Điều gì và tại sao chấm dứt?

Tôi chưa quen với điện tử và không hiểu thế nào là chấm dứt và tại sao cần thiết, đặc biệt là trong truyền thông kỹ thuật số.

Cảm ơn

Có thể, một lời giải thích cơ học hơn giúp hiểu:

Hãy tưởng tượng bạn có một sợi dây dài, một đầu được cố định vào tường, đầu kia do bạn giữ. Bằng một cú đánh ngắn lên trên, bạn có thể tạo ra một làn sóng di chuyển dọc theo sợi dây:

(từ http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physing1/node52.html )

Bây giờ, tại sao nó lại như vậy? Hãy tưởng tượng sợi dây bao gồm nhiều mảnh nhỏ, mỗi mảnh tác dụng một lực lên dây tiếp theo và do đó gặp phải một lực từ chính các nước láng giềng. Hãy tập trung vào các lực dọc và nói rằng lực phụ thuộc tuyến tính vào khoảng cách dọc giữa các mảnh. Dưới đây là một âm mưu cho thấy các lực lượng từ các nước láng giềng và tổng của các phân đó (tức là hướng và sức mạnh của gia tốc). Sóng sẽ di chuyển từ trái sang phải:

Như bạn có thể thấy, mảnh số 15 gặp một lực hướng lên và do đó được tăng tốc lên. Mảnh không. 14 gặp cùng một lực hướng xuống, cộng với một lực hướng lên lớn hơn từ mảnh số 13, v.v.

Cuối cùng, các mảnh trên cạnh đuôi (5, 6, 7) đang di chuyển xuống dưới, nhưng tăng tốc lên trên, cho đến khi chúng dừng lại.

Điều gì xảy ra ở bức tường?

Mảnh 13 không thể di chuyển và do khoảng cách thẳng đứng lớn đến hạt số 12, số 12 không gặp phải lực hướng xuống rất mạnh. Nó được đấm xuống dưới, và cuối cùng, bạn nhận được một làn sóng lật theo chiều ngang truyền ngược về phía bạn.

Nếu dây không cố định gì cả?

Hình ảnh sợi dây được cắt giữa mảnh 12 và 13. Đối với hình cuối cùng, điều này có nghĩa là không có 12 chỉ gặp lực hướng lên. Cuối cùng, nó sẽ tăng cao hơn mức tối đa của sóng như đầu roi, và tạo ra một sóng mới, không bị lật đi ngược sợi dây.

Điều gì nếu bạn thân của bạn giữ kết thúc thứ hai?

Chà, thông thường, sóng chỉ được bạn của bạn hấp thụ, như thể sợi dây tiếp tục ở phía sau anh ta. Điều này là do anh ta không giữ kết thúc cố định như bức tường, nhưng cũng không lỏng lẻo như thể không có gì.

Lưu ý rằng tốc độ của sóng phụ thuộc vào trọng lượng cũng như độ căng của nó. Điều này là do sự căng thẳng là nguồn gốc của các lực được mô tả ở đây.

Nó có liên quan gì đến điện tử?

Cuối cùng, việc truyền tín hiệu tương tự như việc truyền sóng trên dây. Nếu bạn rút ngắn điểm cuối của đường tín hiệu thành GND, bạn giữ nó ở một điện thế cố định, như bức tường và cạnh của tín hiệu sẽ được phản xạ với các dấu hiệu biên độ khác nhau. Nếu kết thúc không được kết nối với bất cứ điều gì, các cạnh tín hiệu sẽ được phản ánh với cùng một dấu hiệu biên độ. Bạn có thể ngăn phản xạ bằng cách kết nối tín hiệu với GND thông qua một điện trở, giống như bạn của bạn. Rõ ràng là điện trở quá cao giống như đường tín hiệu mở và điện trở quá thấp giống như ngắn với GND, vì vậy bạn cần ghép điện trở với giá trị chính xác nơi nó chỉ hấp thụ tín hiệu.

Cuối cùng, đi ra ngoài và thử thứ này với dây thừng. Có thể, bạn có thể yêu cầu bạn thân của mình giữ dây chặt hơn hoặc lỏng hơn như bình thường, nhưng tự nhiên, mọi người có xu hướng phù hợp với ... trở kháng của dây khá tốt.

CHỈNH SỬA:

Tìm kiếm nó ngày hôm qua, nhưng không tìm thấy nó. Dưới đây là hình ảnh phạm vi từ phạm vi được kết nối trực tiếp với bộ tạo xung cộng với cáp dài, bị đánh cắp từ https://hohlerde.org/rauch/elektronik/kleines/kabelradar/index.de.html :

Đoản mạch ở cuối cáp, bạn nhận được phản xạ lật:

Đối với cáp kết thúc mở, bạn có được phản xạ thẳng đứng:

Với sự chấm dứt chính xác, không có sự phản ánh. Tuy nhiên, sự chấm dứt là một chút quá mạnh mẽ, vì bạn vẫn thấy một chút nhúng xuống.

Nhân tiện, sự phản chiếu đến sau khoảng 20ns, vì vậy 10ns mỗi hướng. Với tốc độ ánh sáng 75%, điều này có nghĩa là chiều dài cáp khoảng 2,2m.

EDIT2:

Tôi đã có một số niềm vui bằng cách viết một mô phỏng. Như trên, sợi dây được chia thành nhiều mảnh và lực dọc trên mỗi mảnh được xác định từ khoảng cách thẳng đứng của nó với các lân cận trực tiếp. Đây là:

Đây là những gì cuối cùng đã giúp tôi hiểu được sự chấm dứt và phản xạ: Giả sử bạn có một cáp đồng trục thực sự, thực sự dài, với đầu xa được nối ngắn lại với nhau. Nếu bạn đặt dòng điện qua nó, điện áp sẽ là gì?

Vì cáp bị chập ở đầu xa, bạn sẽ hy vọng điện áp vẫn ở gần 0. Nhưng, đầu xa là một khoảng cách xa - nếu điện áp ngay lập tức 0 volt, chúng ta sẽ giao tiếp nhanh hơn ánh sáng! Thay vào đó, tín hiệu phải truyền xuống cáp đến ngắn, sau đó quay lại đầu gần một lần nữa, trước khi chúng ta thấy đoạn ngắn ở đầu của chúng ta. Đây là những gì một sự phản ánh là.

Tín hiệu trông như thế nào trong thời gian trước khi phản xạ đến? Chà, cáp có điện trở khác không và điện dung khác - về mặt điện, nó giống như một chuỗi dài các cuộn cảm và tụ shunt nối tiếp - và điều đó sẽ khiến nó sạc từ nguồn hiện tại của chúng ta khi tín hiệu truyền đi. Về mặt điện, điều này trông giống như một điện trở - đây được gọi là trở kháng đặc tính. Một đoạn cáp đồng trục dài 50 ohm dài vô tận sẽ trông giống hệt như một điện trở 50 ohm, bằng điện. Một cái ngắn hơn trông giống như một điện trở 50 ohm trong suốt thời gian tín hiệu truyền xuống cáp.

Trong kịch bản tưởng tượng của chúng tôi, sau đó, áp dụng dòng điện cho một sợi cáp dài có một đoạn ngắn ở cuối, dạng sóng điện áp sẽ trông giống như một đỉnh ngắn (với điện áp bằng dòng điện * đặc trưng) theo sau là trở về (gần) 0 volt. Nếu đầu kia của cáp là một mạch hở, thì nó sẽ trông giống như một đỉnh ngắn theo sau là điện áp cao hơn (được xác định bởi điện áp tối đa của nguồn hiện tại của chúng tôi).

Giả sử chúng tôi không muốn bất kỳ phản ánh. Nếu chúng tôi chấm dứt sự dỗ dành bằng một điện trở có cùng giá trị với trở kháng đặc tính của cáp, chúng tôi đã được sắp xếp! Sự dỗ dành trông giống như một điện trở 50 ohm trong khi tín hiệu đang lan truyền, và vẫn trông giống như một điện trở 50 ohm sau khi quá trình lan truyền kết thúc - bởi vì chúng tôi đã kết nối một tín hiệu qua nó ở phía xa. Đây là chấm dứt.

Chấm dứt là cần thiết khi bạn đang làm việc với các đường truyền và tín hiệu tần số cao (tương đối). Tín hiệu truyền xuống các đường truyền thực sự truyền dưới dạng sóng điện từ và sóng này có thể được phản ánh bởi bất kỳ sự gián đoạn nào trong đường truyền do thay đổi trở kháng. Hiệu ứng chính xác này là nguyên nhân khiến ánh sáng phản xạ khỏi một hồ nước hoặc một mảnh thủy tinh. Chấm dứt đề cập đến việc thêm một điện trở ở cuối đường truyền để hấp thụ tín hiệu truyền xuống đường dây và ngăn phản xạ. Các điện trở kết thúc phải được khớp với trở kháng đường dây để không tạo ra sự gián đoạn và các phản xạ kết quả.

Điều này cực kỳ quan trọng trong các hệ thống kỹ thuật số tốc độ cao vì những phản xạ này có thể gây ra nhiễu liên âm dẫn đến lỗi bit. Ngẫu nhiên, Intel gặp phải vấn đề này khi họ tăng tốc độ CPU. Họ đã buộc phải thuê một số lượng lớn các kỹ sư RF để thiết kế lại bo mạch chủ của họ để hoạt động chính xác ở tốc độ cao.

Đối với hầu hết các ứng dụng RF, đường truyền thường được kết thúc bằng điện trở nối đất. Tuy nhiên, trong các ứng dụng kỹ thuật số, đôi khi có lợi khi chấm dứt dòng theo một vài cách khác nhau. Đối với một số xe buýt, điện áp kết thúc 1/2 Vcc được sử dụng để cường độ ổ đĩa cần thiết cho cả kéo lên và kéo xuống sẽ đối xứng, dẫn đến hiệu suất tốt hơn. Điều này là phổ biến đối với các bus bộ nhớ tốc độ cao bao gồm DDR2 và DDR3. Đối với các dòng vi sai, kiểu kết thúc phổ biến là một điện trở kết nối trực tiếp hai dây dẫn với các điện trở riêng lẻ với mặt đất.

Tín hiệu AC truyền dọc theo dây được phản xạ ở đầu của nó. Tín hiệu phản xạ này trộn lẫn với tín hiệu "thực" và gây nhiễu. Chấm dứt thường có nghĩa là đặt một điện trở ở cuối; điều này làm cho đầu dây hoạt động giống như một dây dài vô hạn (không có đầu, do đó không có phản xạ).

Giá trị của điện trở phụ thuộc vào trở kháng của đường dây . Đây là lý do tại sao có một giá trị điện trở kết thúc cụ thể phải được sử dụng cho một loại đường hoặc xe buýt cụ thể.