Vraag:
Waarom zijn karakteristieke impedanties alleen van belang als sporen langer zijn dan een halve golflengte?
user42875
2015-06-30 21:40:30 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Waarom wordt er geen rekening gehouden met karakteristieke impedanties van sporen als de sporen korter zijn dan een halve golflengte? Ik heb hetzelfde probleem gehad met lichtdiffractie, wat gebeurt wanneer gaatjes kleiner zijn dan een halve golflengte - het is op de een of andere manier logisch, maar ik kan het niet 'zien', ik begrijp niet hoe golflengten gerelateerd zijn aan reflecties (waarvan ik aanneem dat dit de enige redenen zijn waarom we om impedantie-aanpassing geven). Ik probeer de oceaangolf-analogie te laten werken, maar ... Nou, het feit dat ik dit vraag, zegt alles.

Goede vraag.Zou graag gemakkelijk begrijpelijke antwoorden willen zien
Een halve golflengte is verkeerd, het is 1/10 of minder.
Vier antwoorden:
The Photon
2015-06-30 21:56:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een spoor van 1/4 golflengte of korter kan ook een aanzienlijk effect hebben. De gebruikelijke vuistregel die ik heb gehoord en gebruikt, is dat je transmissielijneffecten waarschijnlijk kunt negeren als de lengte minder is dan 1/10 of 1/20 golflengte.

Voor een eenvoudig voorbeeld, stel dat je de een 1/4 golflengtelijn met een open circuit en stuur deze aan met een enkele frequentiebron. Nadat het signaal teruggekaatst is naar de bron (1/4 golflengte verwijderd), zal het naar de bron kijken alsof het een kortsluiting veroorzaakt in plaats van een open circuit. Dat is een behoorlijk substantieel effect.

Voor een meer gebruikelijke situatie in digitaal ontwerp, ontwerpt u de lijn als 50 ohm en beëindigt u de lijn met 50 ohm, maar de feitelijke karakteristieke impedantie van de lijn kan in productie variëren tussen 45 en 55 ohm. Je wilt weten hoe groot het effect is op de signaalintegriteit.

Als de lijn lang is, propageert het signaal zich naar het einde en kaatst het terug. Vervolgens plant het zich terug naar de bron (die misschien helemaal niet goed bij elkaar past) en weerkaatst het weer. Enzovoorts. Dit levert een spanning op bij de belasting met een forse ring op elke stijgende en dalende flank. De tijd die deze ring nodig heeft om uit te sterven, is langer als het spoor langer is, omdat het even duurt voordat die reflecties zich heen en weer voortplanten.

Aan de andere kant, als de lijn erg kort is (minder dan 1/10 golflengte op de "kritische frequentie" gerelateerd aan de stijg- en daaltijd van de digitale signalen), zullen deze reflecties allemaal plaatsvinden binnen de tijd dat de stijgende of dalende flank nog steeds aan de gang is, en zullen ze niet erg produceren veel ring (overshoot of undershoot) bij de belasting.

Daarom hoor je vaak een vuistregel dat impedantiecontrole niet nodig is als de spoorlengte een klein deel van de golflengte is.

helloworld922
2015-06-30 22:46:11 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Enige gewetenloze zelfpromotie: Online transmissielijn simulatie

Het aanpassen van de transmissielijnlengte versus de signaalfrequentie is gelijk aan het aanpassen van de tijdsvertraging ( tDelay ) vs. stijgtijd ( tRise ).

Enkele interessante parameters: stel tDelay = tRise / 10 in. Dit is het geval wanneer de golflengte veel langer is dan de transmissielijn. Merk op dat het rode spoor meerdere keren van het andere uiteinde zal reflecteren voordat het het piek "aan" -niveau van 1V bereikt. Elke reflectie is echter relatief klein omdat de spanning aan de linkerkant van het rode spoor niet significant verschilt van het aandrijfniveau (blauw spoor). Het signaal kon zich snel genoeg naar het doel voortplanten zodat de scheidingsafstand nooit te groot werd.

Herhaal nu met een geval van bijvoorbeeld tDelay = tRise / 2 . Merk op dat de aandrijfbronspanning aanzienlijk meer scheidt van de rode niet-overeenkomende afsluitspanning. Wanneer het signaal uiteindelijk het einde van de transmissielijn bereikt, is de reflectie behoorlijk sterk. Deze discrepantie tussen wat de ontvanger denkt dat de stuurspanning is en de werkelijke stuurspanning dicteert de omvang van eventuele reflecties. Herhaalde reflecties komen omdat de reflectie ervoor zorgt dat het lijnniveau het bronniveau overschrijdt, maar kleiner is dan de eerste reflectie. Het signaal wordt herhaaldelijk gereflecteerd totdat het niveau zich in de buurt van de bronspanning bevindt.

Geweldig stukje software.Precies wat ik zocht toen ik naar signaalreflecties keek, en dat past hier perfect bij de kwestie.
De link hielp me om de reflectie te visualiseren.Bedankt!
Spehro Pefhany
2015-06-30 21:52:23 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een lange golflengte in vergelijking met de sporen betekent eigenlijk dat er weinig spanning langs de sporen is - het ene uiteinde is altijd bijna hetzelfde voltage als het andere uiteinde (vergeleken met de grootte van het signaal), dus het effect van reflecties is minimaal.

Zoals @ThePhoton zegt, zou je moeten denken aan 1/10 of 1/20 golflengte en niet aan 1/4.

Als je denkt aan watergolven in een smalle diepe tank, en de ene kant kan niet veel hoger zijn dan de andere (zeg 10 keer de golflengte), wordt het meer als het verhogen en verlagen van het water in de tank.

Ik hou van de analogie van de watertank :)
Andy aka
2015-06-30 22:50:55 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Een niet-afgesloten kwartgolfkabel ziet eruit als een kortsluiting en dit moet om voor de hand liggende redenen worden vermeden. Naarmate de kabel in lengte afneemt, worden de zaken beter voor de hoogfrequente delen van uw signaalspectrum en worden in het algemeen ongeveer een tiende van een golflengte vergeten.

Hier ziet u hoe een lijn met een open einde eruit ziet wanneer de lengte komt overeen met een kwart golflengte van de aangelegde spanning: -

enter image description here
(bron: ibiblio.org )

En als u er echt meer over wilt weten, deze site kan helpen

Uitstekend artikel dat u hebt gekoppeld, het is kristalhelder om het te lezen.Je verdient meer stemmen.
Ik zou de jouwe en helloworld922's willen accepteren, maar voor het werk dat hij heeft gedaan aan de simulatiesoftware zal ik de zijne nemen.Uw link heeft echter alle antwoorden.
Ik ben nog steeds het gelinkte artikel aan het lezen.Ik moet het meerdere keren lezen.Bedankt voor het delen


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 3.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...