¿Cuál es la importancia de la impedancia de la fuente de terminación?

Question

Dado un circuito como este:

^{simular este circuito – Esquema creado mediante CircuitLab}

¿Cuál es la importancia de R1? Uno puede adivinar que es para hacer que la impedancia de salida de BUF1 igual a la impedancia de la línea de transmisión, pero, ¿por qué es esto importante? ¿Qué sucede si R1 es omitido? ¿Cómo lo que está en el otro extremo de afectar esto? Tal vez sea una carga igualadas, abierto o corto. Tal vez es una línea de transmisión con discontinuidades en ella.

Answer 1

La idea es que las señales se propagan a una velocidad finita, es decir, una cierta señal tarda t de tiempo para llegar de un extremo de la línea de transmisión a la otra línea. El cable también tiene algunas de las capacitancia/inductancia por unidad de longitud, que se puede aproximar con una impedancia característica (suponiendo que la pérdida de-menos):

\begin{equation} Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}} \end{equation}

Esta es la impedancia inicialmente experimentado por el origen cuando los cambios de la señal, con el nivel de la señal que actúa como un divisor de voltaje de circuito entre R1 y Z0: \begin{equation} V_s = V_{in} \frac{Z_0}{R_1 + Z_0} \end{equation}

Cuando la señal se propaga hacia el extremo del cable, se dará cuenta de que no hay nada para volcar la energía de la señal. La señal debe ir a algún lugar, por lo que rebota en el otro extremo y vuelve a la fuente. Cuando llega a la fuente, la fuente de voltaje será el doble de la original \$V_s\$, que el flujo a través de R1 a la fuente.

Si \$R_1\$ = \$Z_0\$, \$V_S = V_{in}\$ y toda la línea de transmisión ha alcanzado el estado estacionario debido a que no hay más energía puede ser inyectado o absorbido de la línea. Esto es ideal debido a que la línea ha alcanzado el estado de equilibrio en ~2t (una t para llegar a la meta, y una t para volver a la fuente).

Si \$R_1\$ es demasiado grande, \$V_S\$ todavía será menor que \$V_{in}\$, por lo que la fuente seguirá volcado de energía en la línea de transmisión, y la línea de transmisión de la tensión poco a poco el paso hasta que la señal rebota hacia atrás/adelante.

Si \$R_1\$ es demasiado pequeño, \$V_S\$ sobregiro cuando la señal vuelve. En este caso, un flanco descendente de la onda se propaga hacia abajo de la línea, porque la fuente está tratando de absorber el exceso de energía se bombea a la línea, y de nuevo la tensión de rebote hacia atrás/adelante hasta el estado estacionario se alcanza.

En los últimos 2 casos el objetivo de voltaje podría rebotar por encima/por debajo de un cierto nivel lógico digital varias veces, con lo que el receptor puede obtener falsos bits de datos como un resultado. Esto también podría ser potencialmente perjudicial para la fuente, porque la señal reflejada puede subir inducir el exceso de estrés en la fuente.

Ahora, ¿qué pasa si damos algo al otro lado, como una resistencia de \$R_2\$?

Ahora el destino puede absorber energía, y sólo una fracción de la señal original se refleja. Si \$R_2 = Z_0\$, tenemos de nuevo igualado impedancias y ninguna señal se refleja.

Si \$R_2\$ es demasiado pequeño o demasiado grande, vamos a terminar con la reflexión similar señales que el anterior, excepto que la señal está invertida.

El uso de \$R_1 = Z_0\$ todavía puede ser usado para prevenir repitió el rebote, pero el estado estacionario de la señal de voltaje será el resultado del divisor de tensión entre R1 y R2. Si \$R_2 = Z_0\$, no hay ninguna reflexión por lo que el valor de R1 no importa. Nos podría recoger R1 = 0 por lo que el objetivo de voltaje es la misma que la tensión de la fuente. Como supercat señaló, usted también podría tener la unidad de origen de una señal doble de la magnitud de la meta está a la espera y todavía uso \$R_1 = R_2 = Z_0\$

Escribí una línea de transmisión línea de simulador para jugar con lo que demuestra fuente de terminación. He encontrado que es útil para la visualización de la señal de estos propagación de las ondas a lo largo de la línea de transmisión. Elegir una lo suficientemente grande como R2 y puede aproximar abierto, como en el caso de que usted tenga. Esto sólo para los modelos de menor pérdida de líneas de transmisión, pero es generalmente lo suficientemente preciso.

Answer 2

R1 no es importante siempre que la línea de transmisión se ha terminado correctamente. Yo líneas de impulsión gusta mucho y conseguir buenos recepción en el extremo de la línea de transmisión, pero debe ser terminado correctamente.