benzersiz iletim hattı nasıl anlaşılır?
Aşağıdaki resimde durum-1 olarak gösterilen normal bir iletim hattı örneğinde, sinyal yolu ve dönüş yolu birbirine paraleldir, diyelim ki sinyalin soldan sağa doğru yayılması 1ns alır.
ancak durum-2 için, iki yol birbirine paralel değildir, o zaman sinyalin bir uçtan diğerine yayılması ne kadar sürer? Hala 1ns mi? Sinyal ve dönüş yolundaki akım aynı anda sona mı ulaşıyor?
Cevabınız için teşekkürler.
Yanıtlar
İlk olarak, görüntüyü şu şekilde biraz döndürürseniz, nasıl davrandığını görselleştirmek çok daha kolay hale gelir:
Şimdi TL'nin uzunluğunun büyük bir kısmı için iki telin dengeli ve birbiriyle eşdeğer olduğunu görebiliriz. Sadece bir telin biraz daha uzun olduğu ve + ucunda eşleşen bileşen olmadan dışarı çıktığı en sonunda. Bu, yayılma gecikmesi nedeniyle, herhangi bir yansıma geliştirilmeden önce besleme hattı boyunca ilerleyen bir sinyalin, uzak uçta ne olacağı hakkında hiçbir fikri olmadığını fark ettiğinizde anlamlıdır. Bu yüzden ilk başta en uçta olana göre farklı davranmayacak, en azından oraya varana kadar, ama biz ona ulaşacağız.
Bu noktada besleme hattını temelde, tel çapı gibi boş alanın geçirgenliğinin sabit olduğu dengeli bir çizgi olarak düşünebiliriz, hat boyunca değişen tek parça hatların ayrılmasıdır. Dengeli bir çizginin karakteristik empedansı denklemine bakalım:
\$Z_0 = \frac{276}{\sqrt{k}} \cdot \log(\frac{d}{r})\$
İşte \$k\$dielektriğin geçirgenliğidir (havadır ve dolayısıyla 1'e çok yakındır), \$d\$teller arasındaki mesafedir ve \$r\$tel çapının yarıçapıdır. Bu kurulumda, \ dışında her şey sabit tutulduğundan$d\$ Besleme hattı sol taraftan sağ tarafa doğru ilerlerken, karakteristik empedansın logaritmik olarak monoton olarak artacağı, başka bir deyişle, çizgide aşağı doğru hareket ederken karakteristik empedansın arttığı dengeli bir çizgimiz olduğu hemen anlaşılmalıdır.
Şimdi ilginçtir ki, eğer bir hattımız diğerinden daha uzun olmasaydı ve bu iletim hattını bir normal dengeli hattı (sabit ayırmalı) diğerine farklı bir ayrımla bağlamak için kullanırsak, aslında bir geniş bant elde edeceğimizi not etmek ilginçtir. empedans eşleştirme segmenti. Aslında, iki besleme hattını birbirine bağlamasına bile gerek yoktur, bu tür bir tasarım, anten besleme noktasında da eşleştirmek için kullanılabilir. Mekanik dalgaları kullanarak bu prensibi gösteren harika bir eski video var, ancak elektrik dalgaları ile aynı olsa da , videoyu burada görebilirsiniz (her şeyi gerçekten izlemelisiniz, ancak videonun tam olarak tartıştıkları kısmına bağlıyım. az önce bahsettiğim).
Unutulmaması gereken bir diğer nokta da, tellerin ayrılması çok fazla olursa, dengeli çizginin yayılmaya başlayacağıdır. Bu noktada, ters çevrilmiş çift kutuplu bir antene benzer olacaktır . Bu, ilgilendiğimiz ayırma mesafesi, taşıdığı frekansın dalga boyuna benzer mesafelere yaklaşmaya başlarsa, yaklaşık olarak gerçekleşmeye başlayacaktır. Besleme hattı ayrımı, dalga boyundan önemli ölçüde daha az olduğu sürece, tek başına çizgilerin ayrılması, uzak alanda önemli ölçüde yayılmasına neden olmaz, ancak sıradan dengeli bir çizgi gibi, yakın alandaki etkilerden etkilenir, çevresindeki metal ile endüktif olarak birleşmek dahil.
Yani gerçekten şu anda akıl yürütmemiz gereken tek şey, sinyal eşleştirilmiş kabloların sonuna geldiğinde, uçtan sarkan fazladan bir tel uzunluğuna nasıl tepki vereceği. Sıradan bir besleme hattının, en uçtaki tellerinden sadece birine bağlanmış bir miktar gevşek tele nasıl tepki vereceğini düşünerek bu senaryo hakkında etkili bir şekilde mantık yürütebiliriz. Bu, uzunluğuna ve sinyalin frekansına bağlı olarak etkin bir şekilde tek bir telli anten oluşturacak ve bir antenin ne kadar iyi olduğunu ve hiç yayılıp yayılmayacağını belirleyecektir. Bu tür antenler hiç de nadir değildir, çoğu FM radyosunun benzer bir kurulumu vardır, ancak besleme hattı burada tipik olduğu kadar kötü tasarlanmamıştır. Telin uzunluğu dalga boyunun uzunluğuna yaklaşıyorsa, o zaman muhtemelen bir dereceye kadar bir anten gibi davranacaktır, önemli ölçüde daha kısaysa, o zaman değişmeyecektir. Antenin etkili "besleme noktası" ne olursa olsun, iki telden daha kısa olanın uzunluğu olacaktır. Göreceğiniz şey, olay sinyalinin bir kısmının bu besleme noktasında, anten kablosuyla empedans uyumsuzluğunun derecesi ile orantılı olarak yansıyacağı ve sinyalin bir kısmının ek tel segmentinden yayılacağıdır.
Şimdi tipik olarak, tek telli bir antene (dengesiz anten diyoruz) giden dengeli bir hat oluşturmak istendiğinde, bunu yapmanın doğru yolu, dengeli bir hattı dengesiz bir hattın tipik olarak dönüştüren bir balun kullanmak olacaktır. birkaç amaca hizmet eden toprak zemine bağlanacaklardır, dengesiz bir antenin diğer yarısının ya toprak ya da bir karşı ağırlık ya da başka bir metal iletken yer düzlemi olduğunu unutmayın.
Ancak bu kurulumda bir Balun bulunmadığından, göreceğiniz şey, alttaki elementinizin enerjinin bir kısmını yayacağı ve üst elementin yaymayacağıdır. Normalde bir balun, iki hattın dengeli gücü korumasını sağlar. Bu, yansıyan dalgada artık ortak mod sinyali adı verilen bir duruma sahip olacağınız anlamına gelir. Bu durumda sinyalin bir kısmı dengelenir, ancak hatlardan birinin fazlalığına sahip olan kısım genel mod kısmıdır. Sinyalin dengeli kısmı, normal olarak iletim hattı boyunca geri yayılmaya devam edecektir; burada ortak mod sinyali, tel başka bir antenmiş gibi davranacaktır, ancak bu sefer sinyalin ortak mod kısmı için anten, tümdür. iletim hattının uzunluğu. Dengeleyecek zıt sinyal olmadığından bu, teller yeterince uzunsa yayılacağı anlamına gelir.