31 | 10 | 2020
Главное меню
Смотри
Статистика
Пользователи : 1
Статьи : 4024
Просмотры материалов : 11702531

Коллеги
Посетители
Рейтинг@Mail.ru
Советую
Online
  • [Bot]
  • [Google]
  • [Mail.Ru]
  • [Yandex]
Сейчас на сайте:
  • 66 гостей
  • 4 роботов
Новые пользователи:
  • Administrator
Всего пользователей: 1
RSS
Подписка на новости
Последние новости
`` Длинный'' и `` укороченных'' линий электропередачи PDF Печать E-mail
Автор: Administrator   
21.06.2012 11:29

`` Длинный'' и `` укороченных'' линий электропередачи

В постоянного тока и низкочастотные цепи переменного тока, волновое сопротивление параллельных проводов, как правило, игнорируются. Это включает в себя использование коаксиального кабеля в инструмент схем, часто используется, чтобы защитить слабых сигналов напряжения от подкупа индуцированными "шум", вызванный паразитных электрических и магнитных полей. Это связано с относительно коротким timespans, в которых происходят отражения в линии, по сравнению с периодом сигналы или импульсы значительных сигналов в схеме. Как мы видели в предыдущем разделе, если линия подключена к источнику постоянного напряжения, он будет вести себя как резистор, равные по стоимости волновое сопротивление линии только до тех пор, как он принимает падающего импульса для достижения к концу линии и возвращения в отраженного импульса, обратно к источнику. По истечении этого времени (кратко 16,292 мкс длинной в милю коаксиальный кабель последнем примере), источник "видит" только полное сопротивление, что бы это ни было.

Если цепь в вопросе обрабатывает низкие частоты переменного тока, такое короткое время задержки введена линия между тем, когда источник питания выдает напряжение пика и, когда источник «видит», что пик загружены импеданс (в оба конца времени падающей волны достигают конца линии и отражает обратно к источнику) имеют большого значения. Хотя мы знаем, что сигнал величины по длине линии не равны в любой момент времени из-за распространения сигнала на (почти) со скоростью света, фактически разность фаз между началом производственной линии и конце линии сигналы незначительно , потому что линия длиной propagations происходят в очень небольшой части периода переменного сигнала в. Для всех практических целей, мы можем сказать, что напряжение по всем соответствующим пунктам на низкой частоте, двухпроводной линии равны и в фазе друг с другом в любой момент времени.

В этих случаях, мы можем сказать, что линии в вопросе электрически короткой, потому что их последствия распространения гораздо быстрее, чем периоды проводится сигналов. С другой стороны, электрически длинной линии является тот, где распространение время большая часть или даже нескольких из периода сигнала. "Длинные" линии, как правило, считается тот, где формы сигнала источника завершается не менее четверти цикла (90 ° от «вращение») до инцидента сигнал достигает конца линии. До этого глава Уроки в электрических схемах серии книг, все соединительные линии считается электрически короткой.

Чтобы поставить это в перспективе, мы должны выразить расстояние от напряжения или тока сигнала вдоль линии по отношению к своему источнику частоты. Сигнал переменного тока с частотой 60 Гц завершается один цикл в 16,66 мс. На скорости света (186 000 м / с), это приравнивается к расстоянии 3100 миль, что напряжение или ток сигнал будет распространяться в то время. Если коэффициент укорочения линии передачи составляет менее 1, скорость распространения будет меньше, чем 186 000 миль в секунду, а расстояние меньше во столько же раз. Но даже если бы мы использовали коэффициент укорочения коаксиального кабеля из предыдущего примера (0,66), расстояние до сих пор очень долгий 2046 миль! Независимо от расстояния вычисляются для заданной частоты называется длиной волны сигнала.

Простая формула для расчета длин волн заключается в следующем:

Строчной греческой буквой "лямбда" (λ) представляет собой волны, в какой бы единицу длины, используемых в скорости фигуры (если миль в секунду, то длина волны в милях, а если метров в секунду, то длина волны в метрах). Скорость распространения, как правило, со скоростью света при расчете длины волны сигнала на открытом воздухе или в вакууме, но будет меньше, если линия имеет фактор скорости меньше 1.

Если «длинные» линии по праву считается одним не менее 1/4 длины волны в длину, можно понять, почему все соединительные линии в схемах обсуждали thusfar было предположить "короткий". Для 60 Гц система питания, линии электропередач будет должен превышать 775 миль в длину до воздействия времени распространения стал знаменательным. Кабели подключения звуковой усилитель для динамиков должно быть более 4,65 миль в длину до линии отражения существенно повлиять на 10 кГц звуковой сигнал!

При работе с радиочастотными системами, однако, длина линии далеко не тривиально. Рассмотрим 100 МГц радиосигнал: его длина составляет всего 9,8202 ногами, даже на полной скорости распространения света (186 000 м / с). Линии проведения этого сигнала не должно быть больше, чем о 2-1/2 футов в длину, чтобы считаться "долго!" С фактор кабеля скорость 0,66, это критическая длина сокращается до 1,62 метров.

Когда электрический источник подключен к нагрузке с помощью «коротких» линии, импеданс нагрузки доминирует цепи. То есть, когда линия короткая, свои характерные сопротивление не имеет особого значения для поведения схемы. Мы видим это, когда тестирование коаксиального кабеля с помощью омметра: кабель читает "открытых" от центра проводника внешнего проводника, если конец кабеля остается незавершенной. Хотя линия действует как резистор в течение очень короткого периода времени после того, как прибор подключен (около 50 Ω для RG-58 / U, кабель), то сразу после этого ведет себя как простой "разомкнутой цепи:" сопротивление линии открыть конца. Так как общее время реакции омметра и человека использовать его значительно превосходит оба конца времени распространения вверх и вниз по кабелю, то есть "электрически короткой" для данного приложения, и нам остается только зарегистрировать прекращение (нагрузка) сопротивление. Это крайняя скорость распространяется сигнал, который заставляет нас не в состоянии обнаружить 50 Ω кабеля переходного сопротивления с помощью омметра.

Если мы будем использовать коаксиальный кабель для проведения постоянного напряжения или тока нагрузки, а не компонент в цепи способны измерять и отвечает достаточно быстро, чтобы "заметить" отраженная волна, кабель считается "электрически короткой" и его сопротивление не имеет отношения к схеме функции. Обратите внимание, как электрический "затруднение" из кабеля по отношению к применению: в цепи постоянного тока, где значения напряжения и тока меняются медленно, почти любая физическая длина кабеля будет считаться "коротких" с точки зрения волновое сопротивление и отраженной волн. С той же длины кабеля, но и использовать его для проведения высокочастотного сигнала переменного тока может привести к совершенно разные оценки этого кабеля "краткость!"

При подключении источника к нагрузке через "длинные" линии, собственный волновое сопротивление линии доминирует над сопротивление нагрузки при определении схемы поведения. Другими словами, электрически «длинные» линии выступает в качестве основного компонента в цепи, свои особенности затмевает нагрузки. С источника, подключенного к одному концу кабеля и нагрузки на другие, ток от источника функция в первую очередь линии, а не нагрузку. Это более истинной чем дольше линии есть. Рассмотрим наш гипотетический 50 Ω кабеля бесконечной длины, безусловно, яркий пример «длинные» линии: независимо от того, какую нагрузку мы соединяемся с одного конца этой линии, источник (связанный с другого конца) будет видеть только 50 Ω импеданса, так как бесконечной длины линии предотвращает сигнал от доходя до конца, где нагрузка подключается. В этом случае сопротивление линии исключительно определяет схему поведения, оказание нагрузки совершенно не имеет значения.

Наиболее эффективный способ минимизировать влияние длина линии передачи на поведение схемы в соответствии с волновым сопротивлением линии на сопротивление нагрузки. Если сопротивление нагрузки равна линии сопротивления, то любой источник сигнала подключен к другому концу линии будет "видеть" те же сопротивление, и будет иметь точно такое же количество ток от нее, независимо от длины линии. В этом состоянии совершенного паросочетания сопротивление, длина линии влияет только на количество времени задержки сигнала выезд на источник прихода сигнала на нагрузке. Тем не менее, полное совпадение линии и сопротивления нагрузки не всегда практично или возможным.

В следующем разделе рассматриваются последствия "длинных" линий, особенно, когда длина линии происходит в соответствии с конкретными фракций или кратными длина волны сигнала.

  • ОБЗОР:
  • Коаксиальный кабель иногда используют в Вашингтоне и низкочастотного переменного тока, так и в высокочастотных цепей, за отличную устойчивость к индуцированной "шума", что обеспечивает сигналы.
  • Когда срок передаются напряжения или тока сигнала значительно превышает время распространения по линии, линия считается электрически короткой. И наоборот, когда время распространения большой долей или нескольких периода сигнала, линия считается электрически долго.
  • Длина волны сигнала является физическое расстояние он будет распространяться в отрезок времени от одного периода. Длина волны рассчитывается по формуле λ = V / F, где «λ» является длина волны, "V" скорость распространения, и "F" сигнала.
  • Верховенства пальца для линии "затруднение" в том, что линия должна быть не менее 1/4 длины волны, прежде чем он считается "длинной".
  • В схеме с «короткой» линии, прекращения (нагрузка) Сопротивление доминирует схема поведения. Источник эффективно видит ничего, кроме сопротивления нагрузки, в отсутствии каких-либо резистивных потерь в линии передачи.
  • В схеме с "длинными" линия, собственный волновое сопротивление линии доминирует схема поведения. Конечная примером этого является линия бесконечной длины: так как сигнал никогда не достигнет сопротивления нагрузки, источник только "видит" волновое сопротивление кабеля.
  • Когда линия заканчивается нагрузки точно соответствующие его сопротивление, нет отраженной волны и, следовательно, никаких проблем с длины линии.
 
Для тебя
Читай
Товарищи
Друзья