Explicación de la tabla Smith

Una Tabla Smith no es tanto una ayuda para el diseño de atenuadores
 Como medio de evaluar y ajustar un diseño.

Entonces, vea los artículos sobre el atenuador a continuación y luego los artículos de la tabla Smith.

Las resistencias de carbono pueden ser películas de carbono o composición de carbono?

• Película de carbono no son adecuados para el trabajo UHF, ya que se forman al cortar una pista en espiral en un cilindro de película de carbono, por lo que tienen una inductancia muy importante.

• Composición de carbono tiene un cuerpo de carbono sólido y puede ser adecuado para el trabajo UHF dependiendo de otros factores.

Atenuadores UHF:

Tutorial básico del atenuador de RF

Tutorial de diseño de atenuadores : se ve bien.

Interés: Productos comerciales

Wikipedia

¿Qué es un gráfico Smith?

Wikipedia ofrece un resumen conciso mejor que el promedio:
Desde aquí

• El cuadro de Smith, inventado por Phillip H. Smith (1905–1987), 1 [2] es una ayuda gráfica o nomograma diseñado para ingenieros eléctricos y electrónicos que se especializan en ingeniería de radiofrecuencia (RF) para ayudar a resolver problemas con líneas de transmisión y circuitos coincidentes. [3] El uso de la utilidad de la tabla Smith ha crecido de manera constante a lo largo de los años y todavía se usa ampliamente en la actualidad, no solo como una ayuda para resolver problemas, sino también como un demostrador gráfico de cuántos parámetros de RF se comportan en una o más frecuencias, una alternativa al uso tabular. información. El gráfico de Smith se puede utilizar para representar muchos parámetros, incluyendo impedancias, admitancias, coeficientes de reflexión, parámetros de dispersión, círculos de figuras de ruido, contornos de ganancia constante y regiones para estabilidad incondicional, incluido el análisis de vibraciones mecánicas. [4] [5] La carta de Smith se usa con mayor frecuencia en o dentro de la región del radio de la unidad. Sin embargo, el resto sigue siendo matemáticamente relevante, y se utiliza, por ejemplo, en el diseño de osciladores y el análisis de estabilidad. [6]

Introducción bastante suave - introducción de powerpoint de 27 páginas - todavía se profundiza con bastante rapidez PERO un Smith La gráfica puede ser muy útil sin casi ninguna matemática o numérica involucrada.

Superb Smith Chart resource - esencialmente un índice de índices - divide el tema en secciones y proporciona muchas referencias para cada una.

Otra buena lista de referencias

tutorial de Smith Chart de Maxim : "denso" razonable pero parece comprensible .

Lo entenderás una vez que lo hayas leído :-)

Smith Chart basado en software libre

Software gratuito Smith Chart

Sim Smith - basado en Java

Muchas páginas relacionadas con el Smith Chart

Para dar una explicación muy rápida de la tabla de Smith, se basa en una idea simple:

El coeficiente de reflexión (\ $ \ Gamma \ $ o \ $ S_ {11} \ $) de una terminación en una línea de transmisión está relacionado con la impedancia de la terminación ( Z ) por

\ $ \ Gamma = \ frac {Z-Z_0} {Z + Z_0} \ $

Donde \ $ Z_0 \ $ es la impedancia característica de la línea. Todas estas variables son números complejos.

El gráfico de Smith es un medio gráfico para calcular esta relación.

Básicamente, traza el coeficiente de reflexión en el gráfico en coordenadas polares: la distancia del punto desde el centro del gráfico es la magnitud del coeficiente de reflexión, y el ángulo desde el eje x es el argumento del coeficiente de reflexión . Luego, las líneas en la tabla le permiten leer la impedancia de carga. A menudo, la tabla se normaliza a una impedancia característica de 1 ohmio, por lo que multiplicaría la impedancia de carga de lectura por su Z0 real (a menudo 50 ohmios) para obtener la impedancia de carga física.

A la inversa, puede trazar el valor de su impedancia de carga por referencia a las líneas dibujadas en la tabla y leer el coeficiente de reflexión utilizando una regla para medir la distancia desde el centro de la tabla y ubicar el ángulo desde la escala alrededor de la escala exterior. borde.

Es útil poder cambiar rápidamente entre el coeficiente de reflexión y la impedancia de carga porque ciertos ajustes de circuito tienen un efecto que se calcula más fácilmente de una forma u otra.

Por ejemplo, agregar una resistencia en serie agrega un valor fijo a la parte real de la impedancia de carga. O agregar un inductor en serie agrega un valor dependiente de la frecuencia al componente imaginario de la impedancia de carga. Por otro lado, retroceder a lo largo de la línea de transmisión a un punto más alejado de la carga agrega un valor dependiente de la frecuencia a la fase del coeficiente de reflexión.

Las curvas dibujadas en el cuadro publicado por Russell muestran ejemplos de este tipo de transformaciones.

Debo agregar que hay una forma alternativa de la tabla de Smith, llamada tabla de admisión de Smith, que se ve igual pero reflejada en el eje y. Esto permite calcular la relación entre la admitancia y la reflexión en lugar de la impedancia. Es útil, por ejemplo, si está ajustando su carga colocando un elemento paralelo en lugar de un elemento de serie.

Russel ha proporcionado una extensa lista de enlaces para comprender el concepto de la Tabla Smith.

Intentaré dar un breve resumen de lo que hace Smith Chart con el ejemplo. También soy estudiante y el concepto era nuevo para mí.

La respuesta es 100% basada en el artículo perfecto de Maxim Integrated referido por Russel ( URL ).

Teoría

1) Configuración: línea de transmisión y carga

2)Fórmulaconocidaparaelcoeficientedereflexión:
$${\Gamma_L}\equiv\frac\{{{V_{relf}}}}{{{V_{inc}}}}=\frac{{{Z_L}-{Z_0}}}{{{Z_L}+{Z_0}}}\equiv{\Gamma_r}+j\cdot{\Gamma_i}$$
3)VamosanormalizarlaimpedanciadecargaporZ0ydenotarlaparterealcomorylaparteimaginariacomox:
$$z\equiv\frac{{{Z_L}}}{{{Z_0}}}\equivr+j\cdotx$$4)Ahora,utilizandomanipulacionesmatemáticaslargasperosencillas,descritasenelartículo,puedemostrarque:$${({\Gamma_r}-\frac{r}{{r+1}})^2}+{\Gamma_i}^2={(\frac{1}{{r+1}})^2}$$
y
$${({\Gamma_r}-1)^2}+{({\Gamma_i}-\frac{1}{x})^2}={(\frac{1}{x})^2}$$

Comorecordarádelaescuela,estassonlasecuacionesdedoscírculosparalascoordenadas\${\Gamma_r}\$y\${\Gamma_i}\$.EstoformalabellezadelaTablaSmith:puedeencontrarunaimpedanciacomplejadelacargaalconocerpartesrealeseimaginariasdelcoeficientedereflexión(\${\Gamma_r}\$y\${\Gamma_i}\$)mediantelainterseccióndeloscírculoscorrespondientesenelgráficodeSmith.

Ejemplo(nuevamentetomadodelartículo)

EncuentrelaimpedanciacomplejadelpuntoZ2enlatabladeSmithacontinuación

URL a la imagen de mayor resolución

Solución:

Encuentra los círculos correspondientes para r y x. Los valores correspondientes están ubicados en el eje horizontal (r) y en el círculo grande alrededor del Carrito Smith (x) (marcado con flechas verdes): r = 1.5, x = -2 (agregamos el signo menos porque el punto está ubicado en la mitad inferior del plano).
Recuerda multiplicar por Z0.

$$ Z2 \ equiv {Z_L} = {Z_0} \ cdot z = {Z_0} \ cdot (r + j \ cdot x) = {Z_0} \ cdot r + j \ cdot {Z_0} \ cdot x = 50 \ cdot 1.5 + 50 \ cdot j \ cdot (- 2) \, \ Omega = 75 - j \ cdot 100 \, \ Omega $$