La impedancia característica de cualquier cable a altas frecuencias está determinada por la inductancia por unidad de longitud y la capacitancia por unidad de longitud. No debe considerarse como una resistencia con pérdida convencional: la impedancia característica es simplemente la impedancia con la que idealmente se debe terminar el cable para evitar reflexiones.
Por lo tanto, las reflexiones se producen cuando hay una discrepancia entre la terminación y la impedancia característica del cable.
Considere un pedazo de cable coaxial alargado alimentado por un extremo con un voltaje instantáneo de 5V. Ese 5V tomará un tiempo finito para viajar hacia la carga (digamos que la carga es de 1 kohm), por lo que no puede saber cuánta corriente necesita la carga. Sin embargo, el cable "informa" a la fuente de cuánta corriente debe fluir; si es un cable de 50 ohmios, entonces fluirán 100 mA. Así que tienes 5 V y 100 mA viajando rápidamente por el cable y alcanzan la carga para encontrar que es 1 kohm.
En otras palabras, fluye demasiada corriente para una carga de 1kohm con 5V aplicados. Así se produce una reflexión para combatir la corriente excesiva. Después de unos pocos ciclos de "allá y allá" las cosas se calman.
Aquí hay una buena imagen de una onda transitoria que pasa a través de una falta de coincidencia (línea negra vertical): note la energía reflejada de nuevo en la fuente: -
Debidoaquesoyviejoysabioavecespuedodecirlequelamitadizquierdadelcabletieneunaimpedanciacaracterísticamásaltaquelamitadderecha.Haydospistasquemedicenesto.Primerapistaelanchodelpulsoseacortaenlamitadderecha,loqueimplicaquelavelocidadhadisminuidoamedidaqueelpulsoentróenestaáreadelamanoderecha,Pista2;hayunreflejodevoltajenegativo.
Ahora,piensaenesalíneanegravertical.¿Puedesimaginartequelalíneanegraesunaparedsólidayestássujetandounacuerdaatadaaesapared?Muevelacuerdaparainducirunpulsotransitorioyobtendrásunreflejoqueregresacomoenlaimagendearriba.Losmismosfenómenos,lasmismasmatemáticas.
Haymuchasfotosgenialesenlawebquedemuestranesto.Aquíhayunoquemuestracómounaondacuadradatransmitidasedeforma:-
Tengaencuentaqueel"timbre" se ve como el timbre tradicional de tipo LC pero, si lo inspecciona detenidamente, verá que son reflejos de onda cuadrada ligeramente redondeados que suman y restan de lo que sería la perfecta señal recibida.
Aquí hay dos animaciones de un pulso que golpea un circuito abierto (arriba) y un pulso que golpea un cortocircuito (abajo). Tenga en cuenta la polaridad de la reflexión que se dirige hacia la izquierda: -
Conrespectoalvalorde50ohmios,50ohmiosesuncompromisoentrelapotencia(lapotenciaprefiereimpedanciasmásbajas)ylascaracterísticasdeatenuación(seprefieremucho75ohmiosparareducirlaatenuacióndealtafrecuencia).
Yfinalmente,lamáquinadeolasShive:-
Puedesverunvideode30minutosenyoutubequeesrealmentegenial,creo.Tratacontodotipodereflexionesyefectosdecarga,peroutilizaunaanalogíamecánicadelalíneadetransmisión.Vídeo AQUÍ
