¿Cuándo es necesaria la coincidencia de impedancia? ¿No es mucho menos eficiente en todos los demás aspectos?

Me tomó un tiempo, pero creo que finalmente entiendo la naturaleza de tu pregunta.

Parece que no entiendes que no puedes medir el Z0 de una línea de transmisión con un medidor de ohmios.

La impedancia de una línea de transmisión está determinada por la relación entre su campo eléctrico y su campo magnético. Esto está determinado por las dimensiones físicas de la línea, no por los materiales utilizados para construir la línea.

La impedancia característica de un cable coaxial, por ejemplo, está determinada por la relación de sus diámetros de conductor e ignoramos la resistencia del uso de los conductores para construir el cable (dentro de lo razonable). Una pieza corta de cable de 50 ohmios tendrá típicamente valores de resistencia del conductor en el rango de micro ohmios.

Utilizamos la coincidencia de impedancia en los circuitos cuando necesitamos mejorar la transferencia de energía entre 2 puntos en el circuito. Preguntó "cuándo es necesaria la adaptación de impedancia", y la respuesta a eso depende completamente de la situación. Puede darse el caso de que un circuito de alta potencia se queme si la magnitud del coeficiente de reflexión es mayor que 0.2, pero esta cantidad de reflexión generalmente se puede tolerar en circuitos de baja potencia.

En respuesta a las siguientes preguntas: para investigar la impedancia de la línea de transmisión, busque frases como microstrip, stripline o microstrip o stripline calculator.

Aquí hay un artículo de Wikipedia. enlace

Un ejemplo simple sería si manejara una carga de 2 Ohm con una fuente de 50 Ohm. Sin el ajuste de impedancia, solo el 15% de la potencia se entregaría a la carga.

Puede hacer coincidir esta carga con la fuente con una línea de transmisión de 1/4 onda, 10 ohmios. Esta coincidencia será perfecta en la frecuencia donde la línea de transmisión es de 1/4 de longitud de onda, por lo que el 100% de la potencia se entregará a la carga en esta frecuencia particular. En otras frecuencias, la coincidencia se degradará.

Respuesta a la segunda pregunta: Has cometido 2 errores. Primero, en el cálculo que hizo, el voltaje es solo del 4%, pero la potencia es proporcional a V ^ 2. Pero esto es irrelevante porque no se puede calcular la transferencia de potencia de esta manera.

Piénsalo de esta manera. La impedancia de un espacio libre es de 377 ohmios. Si conectamos una antena a esta fuente de 377 ohmios, no tratamos los 377 ohmios como un punto de pérdida disipativo, sino más bien como una impedancia que determina la proporción de los campos E y H, nada más.

La forma correcta de calcular la transferencia de potencia es calcular Rho, el coeficiente de reflexión. Rho = (Z0 - ZL) / (Z0 + ZL). Para mi ejemplo, Rho = (50 - 2) / (50 + 2) = -0.923 La transferencia de potencia es 1 - Rho ^ 2 = 14.8%

Parece que la confusión proviene del hecho de que cree que cada carga (Z _L en su imagen) también debe coincidir con la impedancia de la línea de transmisión. Esto no es cierto.

Idealmente, cada extremo de la línea de transmisión se termina con su impedancia característica (Z ₀ en su diagrama). En cualquier punto a lo largo de la línea de transmisión, verá una carga de Z ₀ en cada dirección, para una impedancia total de Z ₀ / 2. No habrá reflexiones cuando las señales lleguen al final de la línea de transmisión porque la resistencia de terminación se ve eléctricamente como más de la misma línea de transmisión.

La línea de transmisión es múltiple, entonces hay que tener cuidado de que estas conexiones en el centro de la línea no perturben la impedancia. Por lo tanto, cada toma tiene idealmente una impedancia infinita. Dado que la conexión desde la línea de transmisión a lo que está recibiendo la señal en esa toma es una línea de transmisión, y esa línea se terminará con una impedancia infinita, parte de la señal puede rebotar a través de esta conexión de conexión. Por esta razón, tales derivaciones en las líneas de transmisión controladas por impedancia son físicamente pequeñas. Presentan una alta impedancia para no perturbar la impedancia general de la línea de transmisión, y son pequeñas, de modo que la corta conexión entre la línea de transmisión y lo que recibe la señal actúa más como un sistema concentrado como el de una línea de transmisión. Por lo general, 1/10 de la longitud de onda de interés más corta es suficiente.