Reka bentuk litar frekuensi tinggi mesti menjelaskan dua fenomena penting walaupun agak misteri: refleksi dan gelombang berdiri.
Kita tahu dari pendedahan kita kepada cawangan sains yang lain bahawa gelombang dikaitkan dengan jenis kelakuan khas. Gelombang cahaya refract apabila mereka bergerak dari satu medium (seperti udara) ke medium yang berbeza (seperti kaca). Gelombang air meresap apabila mereka menemui bot atau batu besar. Gelombang bunyi mengganggu, mengakibatkan variasi berkala dalam jumlah (disebut "ketukan").

Gelombang elektrik juga tertakluk kepada tingkah laku yang biasanya kita tidak mengaitkan dengan isyarat elektrik. Kekurangan umum tentang sifat gelombang elektrik tidak mengejutkan, walaupun, dalam banyak litar, kesan ini tidak dapat dielakkan atau tidak ada. Ia mungkin untuk jurutera digital digital atau rendah-frekuensi untuk bekerja selama bertahun-tahun dan merekabentuk banyak sistem yang berjaya tanpa memperoleh pemahaman yang mendalam tentang kesan gelombang yang menjadi terkenal dalam rangkaian frekuensi tinggi.

Seperti yang dibincangkan di halaman sebelumnya, sambungan yang tertakluk kepada kelakuan isyarat frekuensi tinggi khas dipanggil talian penghantaran. Kesan penghantaran talian adalah penting hanya apabila panjang sambungan adalah sekurang-kurangnya satu perempat daripada panjang gelombang isyarat; Oleh itu, kita tidak perlu bimbang tentang sifat gelombang melainkan jika kita bekerja dengan frekuensi tinggi atau sambungan yang sangat panjang.

Refleksi
Refleksi, pembiasan, pembelauan, gangguan-semua tingkah laku gelombang klasik ini digunakan untuk radiasi elektromagnetik. Tetapi pada ketika ini kita masih berhadapan dengan isyarat elektrik, iaitu, isyarat yang belum ditukar oleh antena ke sinaran elektromagnetik, dan akibatnya kita hanya perlu membimbangkan diri dengan dua: refleksi dan gangguan.

Kami biasanya memikirkan isyarat elektrik sebagai fenomena sehala; ia bergerak dari output satu komponen ke input komponen lain, atau dengan kata lain, dari sumber ke beban. Walau bagaimanapun dalam Reka bentuk RF, kita mesti sentiasa menyedari hakikat bahawa isyarat boleh bergerak dalam kedua-dua arah: dari sumber untuk memuat, pasti, tetapi juga kerana refleksi-dari beban ke sumber.

Gelombang perjalanan sepanjang rentetan mengalami refleksi apabila ia mencapai penghalang fizikal.

Analogi Air-Gelombang
Refleksi berlaku apabila gelombang menemui kekurangan. Bayangkan bahawa ribut telah menyebabkan gelombang air yang besar menyebarkan melalui pelabuhan yang biasanya tenang. Gelombang ini akhirnya bertembung dengan dinding batu pepejal. Kami secara intuitif tahu bahawa gelombang ini akan mencerminkan dinding batu dan menyebarkan kembali ke pelabuhan. Walau bagaimanapun, kita juga secara intuitif tahu bahawa gelombang air yang pecah ke pantai jarang sekali akan menghasilkan refleksi tenaga yang signifikan kembali ke laut. Mengapa perbezaannya?

Tenaga pemindahan gelombang. Apabila gelombang air menyebarkan melalui air terbuka, tenaga ini hanya bergerak. Apabila gelombang mencapai ketiadaan, pergerakan tenaga lancar terganggu; dalam hal pantai atau dinding batu, penyebaran gelombang tidak mungkin lagi. Tetapi apa yang berlaku kepada tenaga yang dipindahkan oleh gelombang? Ia tidak boleh hilang; ia mesti diserap atau digambarkan. Dinding batu tidak menyerap tenaga gelombang, jadi refleksi berlaku-tenaga terus menyebarkan dalam bentuk gelombang, tetapi dalam arah yang bertentangan. Pantai bagaimanapun, membenarkan tenaga gelombang untuk menghilangkan dengan cara yang lebih perlahan dan semula jadi. Pantai menyerap tenaga gelombang, dan dengan demikian refleksi minimum berlaku.

Dari Air ke Elektron
Litar elektrik juga menunjukkan ketidakselesaan yang mempengaruhi pembiakan gelombang; dalam konteks ini, parameter kritikal adalah impedans. Bayangkan gelombang elektrik bergerak ke bawah talian penghantaran; ini bersamaan dengan gelombang air di tengah-tengah lautan. Gelombang dan tenaga yang berkaitan akan menyebarkan dengan lancar dari sumber kepada beban. Akhirnya, gelombang elektrik mencapai tujuannya: antena, penguat, dan sebagainya.

Kita tahu dari halaman sebelumnya bahawa pemindahan kuasa maksimum berlaku apabila magnitud impedansi beban sama dengan magnitud impedans sumber. (Dalam konteks ini, "impedans sumber" juga boleh merujuk kepada impedans ciri garis penghantaran.) Dengan impedans yang dipadankan, tidak ada penentu, kerana beban dapat menyerap semua tenaga gelombang. Tetapi jika impedans tidak dipadankan, hanya sebahagian tenaga yang diserap, dan tenaga yang tersisa tercermin dalam bentuk gelombang elektrik yang bergerak ke arah yang bertentangan.

Jumlah tenaga yang dipantulkan dipengaruhi oleh kesungguhan ketidaksesuaian antara sumber dan impedans beban. Kedua-dua senario terburuk adalah litar terbuka dan litar pintas, bersamaan dengan impedans beban tak terhingga dan impedans beban nol. Kedua-dua kes ini mewakili kekurangan sepenuhnya; tiada tenaga boleh diserap, dan akibatnya semua tenaga tercermin.

Kepentingan Pencocokan
Sekiranya anda terlibat dalam reka bentuk atau pengujian RF, anda tahu bahawa pencocokan impedan adalah topik biasa perbincangan. Sekarang kita faham bahawa impedans mesti dipadankan untuk mengelakkan refleksi, tetapi mengapa begitu banyak perhatian terhadap refleksi?

Masalah pertama adalah kecekapan. Sekiranya kita mempunyai penguat kuasa yang disambungkan ke antena, kita tidak mahu separuh daripada kuasa keluaran untuk dilihat kembali kepada penguat. Titik keseluruhan adalah untuk menjana kuasa elektrik yang boleh ditukar menjadi radiasi elektromagnetik. Secara umum, kita mahu memindahkan kuasa dari sumber ke beban, dan ini bermakna bahawa refleksi mesti diminimumkan.

Isu kedua adalah sedikit lebih halus. Isyarat berterusan yang dipindahkan melalui talian penghantaran kepada impedans beban yang tidak sesuai akan menghasilkan isyarat yang berterusan. Insiden ini dan gelombang yang tercermin saling melintas, pergi ke arah yang bertentangan. Gangguan menghasilkan gelombang berdiri, iaitu corak gelombang pegun yang sama dengan jumlah insiden dan gelombang yang tercermin. Gelombang berdiri ini benar-benar menghasilkan variasi puncak amplitud sepanjang panjang fizikal kabel; lokasi tertentu mempunyai amplitud puncak yang lebih tinggi, dan lokasi lain mempunyai amplitud puncak yang lebih rendah.

Gelombang tetap menghasilkan voltan yang lebih tinggi daripada voltan asal isyarat yang dihantar, dan dalam beberapa kes, kesannya cukup teruk untuk menyebabkan kerosakan fizikal kepada kabel atau komponen.

Ringkasan
Gelombang elektrik tertakluk kepada refleksi dan gangguan.
Gelombang air mencerminkan apabila mereka mencapai halangan fizikal seperti dinding batu. Begitu juga, refleksi elektrik berlaku apabila isyarat AC mengalami kekurangan impedans.
Kita boleh menghalang refleksi dengan memadankan impedans beban kepada impedans ciri garisan penghantaran. Ini membolehkan beban menyerap tenaga gelombang.
Refleksi adalah masalah kerana mereka mengurangkan jumlah kuasa yang boleh dipindahkan dari sumber ke beban.
Refleksi juga menyebabkan gelombang berdiri; bahagian amplitud tinggi gelombang berdiri boleh merosakkan komponen atau kabel.

Sekiranya anda ingin membina stesen radio, tingkatkan pemancar radio FM anda atau perlukan yang lain Peralatan FM, jangan ragu untuk menghubungi kami: [e-mel dilindungi].

Prev:Apakah Pemprosesan Isyarat Digital?

Next:Masa Depan LPTV / TV Service Penterjemah Mengambil Bentuk?

Tinggalkan pesanan

Senarai mesej

Comments Loading ...