¿Por qué no hablamos de una reflexión de señal cuando tratamos el modelo de un elemento concentrado de un circuito?

Creo que encontré una respuesta clara. La clave es la reflexión. Si la línea de transmisión se vuelve tan corta que el tiempo de tránsito de la señal sobre el cable puede considerarse casi instantáneo en comparación con la escala de tiempo de variación de la señal, la suma de las ondas incidentes y reflejadas en primer lugar sobre la línea hace que la línea de transmisión se pueda ignorar. .

El siguiente es mi resumen de la prueba de este hecho. Ojalá fuera útil para cualquiera que tenga una pregunta similar.

Supongamos que vemos la línea de transmisión corta como una red de dos puertos.

El voltaje y la corriente de entrada son los mismos que el voltaje y la corriente de salida (relación de magnitud y fase).

La tensión de entrada (Vin) y la corriente (Iin) estarán determinadas por la carga de terminación (ZL) y la impedancia de la fuente (Zs). No 've' los componentes LCR agrupados del cable de transmisión (o, como mucho, ve la resistencia del cable), solo la carga de terminación (ZL).

Es como si el cable de transmisión no existiera y usted conectara directamente la impedancia de carga a la fuente.

La tensión de salida (Vout) y la corriente (Iout) son los valores que se obtendrían conectando la impedancia de salida directamente a la fuente.

Es cuando aumentamos la longitud del cable de transmisión (en relación con la longitud de onda de la señal) comenzamos a ver que Vout y Iout ya no son iguales a Vin e Iin por lo que la simplificación original ya no se mantiene.

El voltaje y la fase de cambio de corriente y la reflexión se vuelven más importantes en una línea desequilibrada.

Utilizamos la aproximación de cable corto todo el tiempo sin darnos cuenta. Cualquier cable que conecte cualquier forma de CA está sujeto a la misma física básica. Solo en frecuencias muy altas, las longitudes físicas del cable comienzan a ser significativas en términos de la teoría de la línea de transmisión y debemos tener en cuenta las impedancias de terminación (fuente y carga).

Como Andy señala correctamente, siempre hay reflexiones en una línea que no coincide, pero en el caso del cable corto apenas se pueden medir.

Siempre hay reflexiones sobre cualquier longitud de línea no coincidente, pero la regla general es que la energía de esas reflexiones generalmente no comienza a ser problemática hasta la longitud si la línea se aproxima o excede una décima parte de la longitud de onda de la línea. la mayor frecuencia de señalización relevante.

Como ya lo han indicado claramente los demás: suponiendo que el retardo de transmisión de la señal = 0, se pueden obtener resultados de cálculo que se ajustan bien a las mediciones si la señal evoluciona tan lentamente que el cambio (=%) durante el retardo de transmisión real es muy pequeño.

En realidad, la transmisión siempre existe, pero su retraso simplemente se ignora en circuitos que son pequeños (= menos del 10% de la longitud de onda). Cuando el retardo de transmisión es cero, podemos operar con corrientes y voltajes totales: la onda reflejada se combina con la onda original, no se necesita separación para obtener resultados utilizables.

"NUNCA he visto" es una cosa un poco diferente. El motivo principal debe ser que nunca ha abierto su libro en el capítulo correcto .

La prueba: encuentre los dos parámetros de dispersión de puertos s11, s12, s21 y s22. Manejan las ondas incluso en redes de resistencia.

Para empezar, vea esto: Tutorial de parámetros de S

Por supuesto, las fórmulas que usan parámetros s en circuitos pequeños también pueden tener una aproximación de retardo cero sin un error fatal. Pero si consideramos que las señales son ondas, se obtiene una ventaja: es fácil insertar líneas de transmisión y otras partes que necesitan que los retrasos de transmisión se tengan en cuenta para obtener los resultados adecuados.

Para ver las reflexiones en una simulación SPICE, ejecute una simulación transitoria con Trise de 1 nanosegundo en 50_Ohm en 10 secciones LC en cascada, cada una de 10nH en serie y 10pF a tierra. El final de las 10 secciones puede ser: Abierto, Cortocircuitado a GND, o terminado en el valor de resistencia de su elección, o terminado en una serie RC de su diseño, o terminado en un condensador pequeño o grande. El Fring estará cerca de 500MHz, y obtendrá un poco de retraso y reflexión.

¿Cuál es la impedancia característica? Esto es importante, porque si Zo también es 50_ohm, suceden cosas buenas. Z0 = sqrt (L / C) = sqrt (10nH / 10pF) = sqrt (1,000) = 31. Así, 50_ohms no está lejos.