làm thế nào để hiểu đường truyền vô song?
trong một ví dụ về đường truyền bình thường, được hiển thị như trường hợp-1 trong hình dưới đây, đường dẫn tín hiệu và đường trở lại song song với nhau, giả sử mất 1ns để tín hiệu truyền từ bên trái sang bên phải.
tuy nhiên, đối với trường hợp 2, hai đường dẫn không song song với nhau, thì mất bao lâu để tín hiệu truyền từ đầu này sang đầu kia? Nó vẫn còn 1ns? dòng điện trong tín hiệu và đường trở lại đạt đến cuối cùng một lúc?
Cảm ơn câu trả lời của bạn.
Trả lời
Vì vậy, trước tiên, điều này sẽ trở nên dễ dàng hơn rất nhiều để hình dung nó hoạt động như thế nào nếu bạn chỉ xoay hình ảnh một chút như thế này:
Bây giờ chúng ta có thể thấy rằng đối với phần lớn chiều dài của TL, hai dây được cân bằng và tương đương với nhau. Nó chỉ ở phần cuối mà một dây dài hơn một chút và nhô ra ngoài mà không có thành phần phù hợp ở đầu +. Điều này có ý nghĩa khi bạn nhận ra do sự chậm trễ lan truyền mà một tín hiệu đi dọc theo đường trung tuyến, trước khi bất kỳ phản xạ nào được phát triển, không biết điều gì sẽ xảy ra ở đầu xa. Vì vậy, ban đầu nó sẽ không cư xử khác với những gì ở đầu xa, ít nhất là không cho đến khi nó đến đó, nhưng chúng ta sẽ đạt được điều đó.
Tại thời điểm này, chúng ta có thể coi đường thẳng về cơ bản là một đường cân bằng trong đó khả năng cho phép của không gian tự do là một hằng số, cũng như đường kính dây, phần duy nhất thay đổi dọc theo đường là sự phân tách của các đường. Hãy xem xét phương trình trở kháng đặc tính của đường dây cân bằng:
\$Z_0 = \frac{276}{\sqrt{k}} \cdot \log(\frac{d}{r})\$
Đây \$k\$là khả năng cho phép của chất điện môi (là không khí và do đó rất gần với 1), \$d\$là khoảng cách giữa các dây và \$r\$là bán kính của đường kính dây. Vì trong thiết lập này, mọi thứ được giữ cố định ngoài \$d\$ Rõ ràng ngay lập tức rằng khi đường tiến dao tiến từ phía bên trái sang phía bên tay phải, trở kháng đặc tính sẽ tăng đơn điệu theo lôgarit, nói cách khác, chúng ta có một đường cân bằng nơi trở kháng đặc tính tăng khi bạn di chuyển xuống dòng.
Bây giờ, thật thú vị khi lưu ý rằng nếu chúng ta không có một đường dây dài hơn đường dây kia và chúng ta sử dụng đường truyền này để kết nối một đường dây cân bằng bình thường (với khoảng cách cố định) với một đường dây khác có khoảng cách khác, chúng ta sẽ thực sự có được một băng thông rộng phân đoạn phù hợp trở kháng. Trên thực tế, nó thậm chí không cần phải kết nối hai đường cấp nguồn với nhau, kiểu thiết kế này cũng có thể được sử dụng để khớp ở điểm cấp nguồn ăng-ten. Có một video cũ rất hay chứng minh nguyên lý này bằng cách sử dụng sóng cơ học, mặc dù nó giống với sóng điện, bạn có thể xem video tại đây (bạn thực sự nên xem toàn bộ nhưng tôi liên kết đến phần chính xác của video nơi họ thảo luận những gì tôi vừa đề cập).
Một điều khác cần lưu ý là nếu sự tách biệt của các dây trở nên quá lớn thì đường cân bằng sẽ bắt đầu tỏa ra. Tại thời điểm đó, nó sẽ tương tự như một ăng-ten lưỡng cực có vân ngược . Điều đó gần như sẽ bắt đầu xảy ra nếu khoảng cách phân tách mà chúng ta đang xử lý bắt đầu tiếp cận các khoảng cách tương tự như bước sóng của tần số mà nó đang mang. Miễn là sự phân tách của đường tiến dao nhỏ hơn đáng kể so với bước sóng thì sự tách biệt của các đường này sẽ không làm cho nó bức xạ đáng kể trong trường xa, mặc dù giống như một đường cân bằng thông thường, nó sẽ bị ảnh hưởng bởi các ảnh hưởng trong trường gần, bao gồm cả việc trở nên cảm ứng liên kết với kim loại trong môi trường xung quanh nó.
Vì vậy, thực sự điều duy nhất chúng ta phải giải thích lúc này là một khi tín hiệu đến cuối các dây được ghép nối, nó sẽ phản ứng như thế nào khi có thêm chiều dài dây treo ở cuối. Chúng ta có thể lập luận một cách hiệu quả về kịch bản đó bằng cách xem xét cách một đường dây dẫn thông thường sẽ phản ứng như thế nào khi có một dây lỏng có độ dài nhất định được gắn vào chỉ một trong các dây của nó ở đầu xa. Điều này sẽ tạo thành một ăng-ten dây đơn một cách hiệu quả, tùy thuộc vào độ dài của nó và tần số của tín hiệu sẽ xác định mức độ tốt của ăng-ten đó và liệu nó có bức xạ hay không. Những loại ăng-ten này hoàn toàn không phổ biến, hầu hết các đài FM đều có cách thiết lập tương tự, tuy nhiên đường dẫn nguồn không được thiết kế kém như ở đây. Nếu chiều dài của dây gần bằng bước sóng thì nó có thể sẽ hoạt động giống như một ăng-ten ở một mức độ nào đó, nếu nó ngắn hơn đáng kể thì nó sẽ không. Bất kể "điểm cấp nguồn" hiệu quả của ăng-ten sẽ là chiều dài của dây ngắn hơn trong hai dây. Những gì bạn sẽ thấy là một số phần của tín hiệu tới sẽ phản xạ tại điểm cấp nguồn này, tỷ lệ với mức độ không phù hợp trở kháng với dây ăng ten và một phần tín hiệu sẽ bức xạ từ đoạn dây bổ sung.
Bây giờ, thông thường nếu người ta muốn tạo một đường dây cân bằng đi vào một ăng-ten một dây (mà chúng ta gọi là ăng-ten không cân bằng) thì cách thích hợp để làm điều đó sẽ là với một balun, chuyển đổi một đường dây cân bằng thành một đường dây không cân bằng, điển hình là chúng sẽ được gắn vào mặt đất phục vụ một số mục đích, hãy nhớ rằng nửa còn lại của ăng ten không cân bằng là mặt đất, hoặc một vật đối trọng hoặc một số mặt phẳng đất dẫn điện bằng kim loại khác.
Tuy nhiên, bởi vì thiết lập này không có Balun nên bạn sẽ thấy phần tử dưới cùng của bạn sẽ tỏa ra một phần năng lượng còn phần tử trên cùng thì không. Thông thường một balun sẽ đảm bảo hai đường dây giữ nguồn điện cân bằng. Điều này có nghĩa là trong sóng phản xạ bây giờ bạn sẽ có một tình huống được gọi là tín hiệu chế độ chung. Trong tình huống đó, một phần của tín hiệu được cân bằng, nhưng bất kỳ phần nào mà một trong các đường bị vượt quá là phần chế độ chung. Phần cân bằng của tín hiệu sẽ tiếp tục truyền trở lại dọc theo đường truyền bình thường, trong đó tín hiệu ở chế độ chung sẽ hoạt động như thể dây dẫn là một ăng-ten khác, nhưng lần này ăng-ten cho phần chế độ chung của tín hiệu là toàn bộ. chiều dài của đường truyền. Không có tín hiệu ngược lại nào để cân bằng, điều này có nghĩa là nó sẽ tỏa ra nếu dây đủ dài.