Une ligne de transmission avec une impédance variable en continu, comment se produirait la réflexion dans ce cas?

Très bien les gens ici, c'est une autre question sur la ligne de transmission qui me dérange. Je comprends le cas où il y a un changement brusque d'impédance le long d'une ligne de transmission qui conduit à la réflexion d'une partie (ou même de la totalité) du signal.

Maintenant, ce qui me dérange depuis un moment, c'est le cas où nous avons une ligne de transmission dont l'impédance varie de manière prévisible sur sa longueur. Supposons que nous ayons une trace de PCB dont l'impédance caractéristique dépend de sa largeur selon la physique. Supposons maintenant que cette largeur augmente linéairement à mesure que le signal se déplace sur elle, ce qui conduit à un changement continuellement linéaire de son impédance. Je m'attends à ce que le signal se reflète également dans ce cas, mais en continu! Mais ce que je ne peux pas imaginer, c'est à quoi ressemblerait la réflexion dans ce cas à l'extrémité d'émission et à quoi ressemblerait le signal à l'extrémité de réception. En plus de cela, comment peut-on atténuer ce type de décalage d'impédance, je suppose que l'obtention de la bonne terminaison du récepteur serait délicate dans ce cas. hmmmmmmm ...

transmission-line characteristic-impedance quantum231
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Réponses:

Des impédances variables en continu sont utilisées tout le temps pour l'adaptation d'impédance. Si vous avez une partie très capacitive d'une trace (par exemple, où un gros pad de composant peut être), vous pouvez avoir une transition relativement inductive avant ou après pour «l'équilibrer».

Ce qui finira par se produire, c'est que les réflexions "s'empileront" mais, au lieu d'être à un point (un pic VSWR), elles seront modérément réparties. Vous pouvez toujours l'imaginer discrètement, mais par petites étapes.

Et rappelez-vous également, si vous avez un petit point de réflexion, toute réflexion en arrière après CELA sera réfléchie légèrement EN AVANT, et ainsi de suite.

Quoi qu'il en soit, les bons hommes sur http://www.microwaves101.com/encyclopedia/klopfenstein.cfm ont toujours une belle explication approfondie.

edit: je n'ai pas complètement répondu à votre question. "À quoi cela ressemblerait" dépend un peu de la façon dont vous le décrivez. Dans le domaine des fréquences, ce que vous obtiendrez probablement est un VSWR qui est "de-Q'd". Vous passerez d'un joli pic net à la bande médiane à une réponse de bande plus progressive et plus large.

Dans le domaine temporel ... eh bien, je ne travaille pas autant avec le domaine temporel, mais j'imagine que vous auriez une amplitude plus faible, une "sonnerie" ou une réflexion à plus grande largeur d'impulsion.

scld
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Les antennes cornet sont également un appareil qui fait de même - il convertit une impédance (à savoir le guide d'onde qui l'alimente) en l'impédance de l'espace libre (377 ohms).

Andy aka

hmm empiler hein ... c'est ce que j'attendais. Je n'ai pas compris cependant que la réflexion était légèrement en avant. Autant que je sache, l'énergie d'une onde est absorbée par l'impédance de terminaison. Si l'impédance de terminaison est la même que l'impédance de la source, alors toute l'énergie est absorbée. Cela s'explique par le fait que le signal donne l'impression qu'il existe une ligne de transmission de longueur infinie. D'accord, mais l'énergie n'est-elle pas absorbée lorsqu'un signal circule sur une piste PCB avec la même impédance? Avec une impédance variant linéairement, il y aurait également de l'énergie absorbée ET une réflexion, n'est-ce pas?

quantum231

@Andyaka J'avais fait un montage complet sur les antennes à cornes les reliant aux cornes acoustiques, mais j'ai décidé de suivre la description du domaine fréquentiel. Bon appel!

scld

@ quantum231 Vous avez raison. Il y a une perte diélectrique et le signal finira par se dissiper. Ainsi, lorsque vous avez une réflexion en arrière, même si c'est une réflexion parfaite, vous aurez une atténuation due à la carte, aux composants, etc. Cependant, il y aura également une AUTRE réflexion car votre impédance de source n'est pas parfaite. Et QUE la réflexion sera plus petite en petite partie à la perte de carte / composant. À chaque petite jonction de décalage, vous pouvez imaginer ce petit tintement d'avant en arrière qui disparaît finalement à cause de l'atténuation série qui s'applique à chaque réflexion avant / arrière.

scld

..... les réflexions seront également plus petites car il n'y a pas de reflet parfait. Mais vous ferez mieux de vous concentrer sur un concept non idéal à la fois.

scld

Ce que vous demandez s'appelle un cône de ligne de transmission .

En général, il n'y a pas de solution analytique pour décrire les réflexions. Le lien dans la réponse de Chris L (si vous suivez l'article de Klopfenstein) donne quelques exemples de formes de cône spécifiques où quelque chose de proche d'une réponse analytique a été trouvé.

La manière fondamentale de l'étudier est d'imaginer la décomposition du cône continu en plusieurs segments, chacun avec une valeur Z ₀ légèrement différente . Vous calculez les réflexions à chaque discontinuité et comment elles s'additionnent pour donner les caractéristiques globales de réflexion et de transmission.

Ensuite, vous divisez le cône en étapes de plus en plus fines (avec des discontinuités de plus en plus petites dans Z ₀ ) jusqu'à ce que vous ayez une assez bonne approximation du cône continu. Vous pouvez essayer de calculer les résultats à la main, mais il est beaucoup plus facile d'obtenir un programme informatique pour le faire. Heureusement, ce type de programme est assez facile à trouver --- il s'appelle un programme de simulation par éléments finis .

Le photon
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+1 pour prendre la limite de continuum d'un partitionnement discret.

Alfred Centauri

Veuillez noter que le rétrécissement est très efficace et réduit considérablement l'amplitude totale de la réflexion. Comme le montre la citation de scld , la magnitude totale de la réflexion d'un cône est bien inférieure à la magnitude totale de la réflexion d'une discontinuité brusque.

Dans cet exemple, le coefficient de réflexion peut être facilement conçu pour être <1% à la fréquence d'intérêt.

Pour une explication de bon sens, il est utile de penser aux revêtements antireflet utilisés en optique. En optique, les réflexions sont provoquées par une "inadéquation d'impédance" abrupte entre deux matériaux avec des indices de réfraction non appariés. Un revêtement antireflet réduit considérablement l'ampleur de la réflexion, et la façon dont il fonctionne consiste en plusieurs couches d'indice de réfraction augmentant progressivement, qui forment ensemble une approximation en escalier d'un cône continu.

AlcubierreDrive
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