¿Por qué no nos importa hacer coincidir la impedancia de entrada de los amplificadores sin RF?

  

¿Qué causa la reflexión? ¿Por qué no ocurre con otros   frecuencias? (si no lo hace)

Las reflexiones se producen en todas las frecuencias cuando hay una falta de coincidencia en las impedancias. A bajas frecuencias, como el audio, estas reflexiones son difíciles de ver, pero son todas iguales. En general, se dice que las reflexiones son significativas cuando la frecuencia es lo suficientemente alta Y la interconexión entre el emisor y el receptor es lo suficientemente larga. En algún lugar del orden de una décima parte de una longitud de onda o más es una regla general.

A 20 kHz, la longitud de onda (en 100% la velocidad del cable de luz) es de aproximadamente 15 kilómetros y si tuviera un cable de aproximadamente 1,5 km de longitud, podría comenzar a ver el efecto de los reflejos.

Sin embargo, si tienes un transmisor de 100 MHz, es posible que veas el efecto de las reflexiones a 300 mm.

Considera una batería y una bombilla. La bombilla está conectada a la batería con un interruptor. La batería y el interruptor están en un extremo de un cable de 10 km sin pérdidas y la bombilla está en el otro extremo. Cuando el interruptor se cierra, ¿cuánta corriente se extrae de la batería? - ¿Cómo puede la batería saber cuánta corriente suministrar en ese instante? La respuesta es que no se puede: suministra lo que exige el cable y, para un cable de 50 ohmios, se suministra la corriente adecuada. Si la tensión fuera de 10 V, la corriente sería de 200 mA.

Esto se desplaza por el cable (a una potencia de 2W) hasta que llega a la bombilla. La bombilla puede tener una impedancia de (digamos) 100 ohmios; solo quiere 100 mA a 10 V, pero obtiene 200 mA; existe una discrepancia y el exceso de energía se refleja y el cable se conecta a la batería y al interruptor. Este poder no se puede disipar en la batería, por lo que se ve afectado de un lado a otro. Por supuesto, el cable tiene pérdidas reales y se consumen en esta reflexión y el sistema se estabiliza con 100 mA que fluyen por el cable. Esta es una explicación simplificada.

¿Esto te ayuda a entender?

Si los circuitos en los extremos de un cable no coinciden con la impedancia característica del cable, entonces una parte de la energía que se envía hacia abajo se reflejará en el punto de la discrepancia de impedancia. Si el extremo de "envío" del cable tiene una impedancia que es casi infinita o casi cero, mientras que el extremo de recepción tiene una impedancia que es la mitad o el doble de la impedancia característica del cable, entonces cuando llega una señal a la carga, la mitad de la carga. La energía alimentará la carga y la otra mitad se reflejará. Al llegar al extremo de la fuente, la mayor parte de esa energía reflejada se volverá a reflejar hacia la carga. Cuando ese montón de energía alcance la carga, la mitad de ella irá a la carga y la mitad de la misma (es decir, 1/4 de la energía original) se reflejará una vez más hacia la fuente.

El efecto neto es que si toma, por ejemplo. 10ns para que una señal atraviese una longitud de cable, la carga recibirá la mitad de la energía de un pulso 10ns después de su envío, una cuarta parte 30ns después de su envío, una octava 50ns después de su envío, etc. Después de 190ns, habrá recibido 99.9% de la energía, y después de 390 ns habrá recibido 99.9999%.

En las frecuencias de audio, el hecho de que la energía que debe entregarse de una sola vez se distribuya en múltiples "cuotas" separadas por unos pocos nanosegundos aparte no es un problema, pero a frecuencias más altas, tales reflexiones son un gran problema. La medida en que la energía a una determinada frecuencia se extienda a lo largo del tiempo es una función de la fracción de la energía que se entrega en cada paso a través del cable y el porcentaje de un período de onda que se requiere para cada recorrido. Si el tiempo de viaje de ida y vuelta es una millonésima parte de un período de onda, no importará si solo se entrega 1/1000 de la energía en cada recorrido. Por otro lado, si el tiempo de ida y vuelta es significativo en relación con el período de la ola, puede ser importante garantizar que el 99% de la energía se entregue en la primera vez.