Tại sao sự phản chiếu chỉ áp dụng cho các đường truyền?

Tại sao khái niệm phản xạ sóng dường như chỉ áp dụng cho các đường truyền? Ví dụ, đối với một mạch đơn giản với hai điện trở R1 = 50 và R2 = 75 Ω , là sóng điện áp đến từ kháng cự đầu tiên phản ánh bởi số tiền:$\Omega$$\Omega$

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

Khi đó, nó có nghĩa là một phản xạ công suất năng lượng 1 - 0,04 = 96 % . Nhưng sau đó, sức mạnh sự cố là gì?$(0.2)^2 = 0.04 = 4\%$$1 - 0.04 = 96\%$

Tôi đoán bạn có thể gạt nó đi vì "đường truyền và điện trở là những thứ khác nhau" nhưng sau đó, sự khác biệt cơ bản giữa chúng là gì? Bạn có một "làn sóng" các electron "di chuyển" trong một điện trở, và tôi đoán rằng nếu chúng chạm vào một điện trở khác có khả năng khác để cho các electron "di chuyển", thì chúng sẽ quay trở lại, do đó sẽ bị phản xạ.

Những phản ánh xảy ra ở khắp mọi nơi, không chỉ trong các đường truyền. Đường truyền là một mô hình của tình huống vật lý, dễ áp ​​dụng cho một cặp dây dẫn có chiều dài tương đương hoặc lớn hơn bước sóng của tín hiệu và thường xuyên trong mặt cắt ngang.

Điều gì quyết định liệu phản ánh vấn đề là tần số trong và kích thước vật lý của các mạch. Nếu bạn có trở kháng chưa từng có thì bạn sẽ nhận được sóng phản xạ giống như bạn mô tả, và bạn phải đối phó với chúng hoặc chúng không đáng kể vì một số lý do. Đây là hai lý do:

• Đối với các mạch tần số thấp dành riêng, các phản xạ phản xạ lặp đi lặp lại và lắng xuống theo thời gian nhanh hơn nhiều so với các tín hiệu thay đổi. Nghĩa là, mỗi phản xạ kép là một tín hiệu phụ chỉ lệch pha với tín hiệu gốc, nhưng khi chúng lệch pha nhiều hơn, biên độ của chúng giảm xuống đủ nhanh để chúng có thể bị bỏ qua. (Ngay cả các mạch RF có thể được xây dựng theo cách này, có thể được nhìn thấy từ rất nhiều HF xây dựng nhà thiết bị vô tuyến nghiệp dư .)

  Khi tần số tăng, bước sóng giảm và kích thước vật lý của các thành phần của bạn trở nên tương đối lớn hơn và bạn bắt đầu phải lo lắng về việc tránh trở kháng. Đây là nơi bạn bắt đầu sử dụng các kỹ thuật thiết kế microstrip trong các mạch in.

• Trong các mạch kỹ thuật số, các chuyển đổi sắc nét có thể có các thành phần tần số cao sẽ phản xạ nhưng bạn không phải lo lắng về điều này miễn là tốc độ đồng hồ của bạn chậm hơn nhiều so với chiều dài của dấu vết / dây của bạn (có chuyển đổi qua c để thực hiện điều đó có ý nghĩa, tất nhiên) bởi vì vào thời điểm đồng hồ thực hiện đánh dấu tiếp theo, tất cả các tín hiệu đã ổn định ở trạng thái ổn định.

  (Lưu ý rằng không có sóng đứng ở đây vì trong khoảng thời gian của một đồng hồ duy nhất, các tín hiệu lái xe là các bước (mức logic cao đến thấp hoặc thấp đến cao), không phải là tín hiệu định kỳ.)

  Khi tốc độ đồng hồ tăng, thời gian lắng có sẵn sẽ giảm, yêu cầu bạn giảm thiểu phản xạ hoặc giảm thiểu thời gian truyền tín hiệu (để quá trình lắng xảy ra nhanh hơn).

Sự khác biệt giữa chúng là một đường truyền được đặc trưng bởi cả điện dung và điện cảm (và thường là một số điện trở). Trong cuộc sống thực, việc truyền tín hiệu liên quan đến cả việc tạo ra từ trường (vì dòng điện đang chảy) và điện trường (vì có sự chênh lệch điện áp dọc theo dây dẫn). Khung để xử lý các trường này là các khái niệm về độ tự cảm và điện dung. Một đường truyền có thể được mô hình hóa như một mạng điện cảm / điện dung phân tán và đó là thuộc tính lưu trữ năng lượng của đường truyền cho phép nó tạo ra các hiệu ứng mà nó thực hiện. Vì vậy, lý do mà nó hoạt động khác với một điện trở lý tưởng là vì nó làkhác nhau. Ở tần số âm thanh và khoảng cách ngắn, các hiệu ứng này thực sự không quan trọng, nhưng ở tần số cao hoặc khoảng cách xa, chúng có thể trở nên quan trọng. Một trong những ứng dụng đầu tiên để yêu cầu xử lý công cụ này là cáp điện báo xuyên Đại Tây Dương. Tần số không cao lắm, nhưng độ dài dài gây ra sự cố không mong muốn. Bạn có thể đọc ở đây htp: // facemony.uml.edu/cbyrne/Cable.pdf chẳng hạn, để thảo luận.

Các hiệu ứng điện từ mà bạn đang nói đến áp dụng cho tần số cao. Thông thường, để phân tích mạch, tần số nhỏ nên các khái niệm phản xạ và truyền dẫn không được áp dụng.

Một điện trở là một phần tử mạch gộp gần như theo định nghĩa. Các đường truyền được sử dụng để mô hình hóa các tình huống trong đó độ dài của đường gần hoặc lớn hơn bước sóng. Nếu điện trở vật lý của bạn lớn hơn bước sóng, bạn cần mô hình hóa nó như một thứ gì đó phức tạp hơn điện trở gộp đơn giản. Một lựa chọn có thể là một đường truyền tổn thất.

Hiệu ứng đường truyền xảy ra khi thời gian tồn tại của trình điều khiển nhanh hơn độ trễ lan truyền của dây. Nếu đây không phải là trường hợp, dây thường hoạt động như một cuộn cảm gộp và tải như một điện dung gộp. Tôi đã thực hiện rất nhiều mô hình bằng cách sử dụng SPICE và đo các bảng PC và đó là những gì tôi đã tìm thấy.