Gelombang berdiri pada titik frekuensi resonansi dari saluran transmisi terbuka atau hubung singkat menghasilkan efek yang tidak biasa. Ketika frekuensi sinyal sedemikian rupa sehingga tepat 1/2 gelombang atau kelipatannya cocok dengan panjang saluran, sumber “melihat” impedansi beban sebagaimana adanya.
Pasangan ilustrasi berikut menunjukkan saluran hubung-terbuka yang beroperasi pada frekuensi 1/2 dan 1 panjang gelombang:
Sumber terlihat terbuka, sama seperti ujung garis setengah panjang gelombang.
Sumber terlihat terbuka, sama seperti ujung panjang gelombang penuh (garis 2x setengah panjang gelombang).
Dalam kedua kasus, saluran memiliki antinode tegangan di kedua ujungnya, dan node arus di kedua ujungnya. Artinya, ada tegangan maksimum dan arus minimum di kedua ujung saluran, yang sesuai dengan kondisi rangkaian terbuka.
Fakta bahwa kondisi ini ada di keduanya ujung saluran memberi tahu kita bahwa saluran dengan setia mereproduksi impedansi pemutusannya di ujung sumber, sehingga sumber "melihat" sirkuit terbuka di mana ia terhubung ke saluran transmisi, seolah-olah langsung dihubung terbuka.
Hal yang sama berlaku jika saluran transmisi diakhiri oleh hubungan pendek:pada frekuensi sinyal yang sesuai dengan 1/2 panjang gelombang atau beberapa kelipatannya, sumber “melihat” hubungan pendek, dengan tegangan minimum dan arus maksimum yang ada pada titik-titik sambungan antara sumber dan saluran transmisi:
Sumber terlihat pendek, sama seperti ujung garis setengah gelombang.
Sumber terlihat pendek, sama seperti ujung garis panjang gelombang penuh (2x setengah panjang gelombang).
Namun, jika frekuensi sinyal sedemikian rupa sehingga saluran beresonansi pada ¼ panjang gelombang atau beberapa kelipatannya, sumber akan "melihat" kebalikan dari impedansi terminasi.
Artinya, jika saluran dihubung terbuka, sumber akan "melihat" hubungan pendek pada titik di mana ia terhubung ke saluran; dan jika saluran dihubung pendek, sumber akan "melihat" rangkaian terbuka:(Gambar di bawah)
Saluran terbuka; sumber "melihat" korsleting: pada garis seperempat panjang gelombang (Gambar di bawah), pada garis panjang gelombang tiga perempat (Gambar di bawah).
Sumber terlihat pendek, tercermin dari bukaan di ujung garis seperempat panjang gelombang.
Sumber terlihat pendek, tercermin dari bukaan di ujung tiga perempat garis panjang gelombang.
Line mengalami hubungan arus pendek; sumber "melihat" sirkuit terbuka: pada garis seperempat panjang gelombang (Gambar di bawah), pada garis panjang gelombang tiga perempat (Gambar di bawah)
Sumber terlihat terbuka, tercermin dari pendek di ujung garis seperempat panjang gelombang.
Sumber terlihat terbuka, tercermin dari pendek di ujung tiga perempat garis panjang gelombang.
Pada frekuensi ini, saluran transmisi sebenarnya berfungsi sebagai transformator impedansi , mengubah impedansi tak hingga menjadi impedansi nol, atau sebaliknya.
Tentu saja, ini hanya terjadi pada titik resonansi yang menghasilkan gelombang berdiri 1/4 siklus (fundamental garis, frekuensi resonansi) atau kelipatan ganjil (3/4, 5/4, 7/4, 9/4 . . . ), tetapi jika frekuensi sinyal diketahui dan tidak berubah, fenomena ini dapat digunakan untuk mencocokkan impedansi yang tidak cocok satu sama lain.
Ambil contoh rangkaian contoh dari bagian terakhir di mana sumber 75 terhubung ke saluran transmisi 75 , diakhiri dengan impedansi beban 100 .
Dari angka numerik yang diperoleh melalui SPICE, mari kita tentukan impedansi apa yang “dilihat” oleh sumber di ujung saluran transmisi pada frekuensi resonansi saluran:seperempat panjang gelombang , setengah panjang gelombang, tiga perempat panjang gelombang penuh.
Sumber melihat 56,25 dipantulkan dari 100 beban di ujung garis seperempat panjang gelombang.
Sumber melihat 100 dipantulkan dari 100 beban di ujung garis setengah panjang gelombang.
Sumber melihat 56,25 tercermin dari 100 beban di ujung tiga perempat panjang gelombang (sama dengan seperempat panjang gelombang).
Sumber melihat 100 dipantulkan dari 100 beban di akhir garis panjang gelombang penuh (sama dengan setengah panjang gelombang).
Persamaan sederhana menghubungkan impedansi saluran (Z0 ), impedansi beban (Zbeban ), dan impedansi masukan (Zmasukan ) untuk saluran transmisi tak tertandingi yang beroperasi pada harmonik ganjil dari frekuensi dasarnya:
Salah satu penerapan praktis dari prinsip ini adalah mencocokkan beban 300 dengan sumber sinyal 75 pada frekuensi 50 MHz. Yang perlu kita lakukan adalah menghitung impedansi saluran transmisi yang tepat (Z0 ), dan panjangnya sehingga tepat 1/4 gelombang akan “berdiri” pada garis pada frekuensi 50 MHz.
Pertama, menghitung impedansi saluran:dengan mengambil 75 kami ingin sumber untuk "melihat" di ujung sumber saluran transmisi, dan mengalikan dengan resistansi beban 300 , kami memperoleh angka 22.500. Mengambil akar kuadrat dari 22.500 menghasilkan 150 untuk impedansi saluran karakteristik.
Sekarang, untuk menghitung panjang garis yang diperlukan:dengan asumsi bahwa kabel kita memiliki faktor kecepatan 0,85, dan menggunakan angka kecepatan cahaya 186.000 mil per detik, kecepatan rambatnya akan menjadi 158.100 mil per detik.
Mengambil kecepatan ini dan membaginya dengan frekuensi sinyal memberi kita panjang gelombang 0,003162 mil, atau 16.695 kaki. Karena kita hanya membutuhkan seperempat dari panjang ini untuk kabel mendukung seperempat gelombang, panjang kabel yang diperlukan adalah 4,1738 kaki.
Berikut adalah diagram skema untuk sirkuit, menunjukkan nomor node untuk analisis SPICE yang akan kita jalankan:(Gambar di bawah)
Bagian gelombang seperempat dari 150 saluran transmisi cocok dengan 75 sumber hingga 300 beban.
Kita dapat menentukan panjang kabel di SPICE dalam hal waktu tunda dari awal hingga akhir. Karena frekuensinya adalah 50 MHz, periode sinyal akan menjadi kebalikannya, atau 20 nano-detik (20 ns). Seperempat dari waktu itu (5 ns) akan menjadi waktu tunda saluran transmisi yang panjangnya seperempat panjang gelombang:
Jalur transmisi v1 1 0 ac 1 dosa sumber 1 2 75 t1 2 0 3 0 z0=150 td=5n beban 3 0 300 .ac lin 1 50meg 50meg .cetak ac v(1,2) v(1) v(2) v(3) .akhir
Pada frekuensi 50 MHz, sumber sinyal 1 volt kami menurunkan setengah dari tegangannya melintasi impedansi seri 75 (v(1,2)) dan setengah lainnya dari tegangannya melintasi terminal input saluran transmisi (v( 2)).
Ini berarti sumber "berpikir" itu memberi daya pada beban 75 .
Akan tetapi, impedansi beban aktual menerima 1 volt penuh, seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1.000 di v(3). Dengan penurunan 0,5 volt pada 75 , sumber menghamburkan daya sebesar 3,333 mW:sama dengan yang dihamburkan oleh 1 volt pada beban 300 , yang menunjukkan kecocokan impedansi yang sempurna, menurut Teorema Transfer Daya Maksimum.
Segmen saluran transmisi 1/4-panjang gelombang, 150 telah berhasil mencocokkan beban 300 dengan sumber 75 .
Ingatlah, tentu saja, ini hanya berfungsi untuk 50 MHz dan harmoniknya yang bernomor ganjil. Agar frekuensi sinyal lain menerima manfaat yang sama dari impedansi yang cocok, saluran 150 harus diperpanjang atau diperpendek sehingga tepat 1/4 panjang gelombang.
Anehnya, saluran yang sama persis juga dapat mencocokkan beban 75 ke sumber 300 , menunjukkan bagaimana fenomena transformasi impedansi ini pada prinsipnya berbeda dari transformator dua-belitan konvensional:
Jalur transmisi v1 1 0 ac 1 dosa sumber 1 2 300 t1 2 0 3 0 z0=150 td=5n beban 3 0 75 .ac lin 1 50meg 50meg .cetak ac v(1,2) v(1) v(2) v(3) .akhir
Di sini, kita melihat tegangan sumber 1 volt terbagi rata antara impedansi sumber 300 (v(1,2)) dan input saluran (v(2)), menunjukkan bahwa beban “muncul” sebagai impedansi 300 dari perspektif sumber di mana ia terhubung ke saluran transmisi.
Penurunan 0,5 volt melintasi impedansi internal 300 sumber ini menghasilkan angka daya 833,33 W, sama dengan 0,25 volt pada beban 75 , seperti yang ditunjukkan oleh gambar tegangan v(3). Sekali lagi, nilai impedansi sumber dan beban telah disesuaikan dengan segmen saluran transmisi.
Teknik pencocokan impedansi ini sering digunakan untuk mencocokkan nilai impedansi yang berbeda dari saluran transmisi dan antena dalam sistem pemancar radio, karena frekuensi pemancar umumnya diketahui dan tidak berubah.
Penggunaan panjang gelombang “transformator” 1/4 impedansi memberikan pencocokan impedansi menggunakan panjang konduktor sesingkat mungkin. (Gambar di bawah)
Gelombang seperempat bagian saluran transmisi 150 cocok dengan 75 saluran hingga 300 antena.
TINJAUAN:
Teknologi Industri
Selama dekade terakhir, transformasi digital telah meningkat pesat di semua industri. Revolusi teknologi baru ini telah mengubah manufaktur tradisional dan lanskap bisnis di seluruh dunia dan siap untuk mempercepat lebih banyak lagi. Baru-baru ini pada 2018, perusahaan manufaktur yang bertransforma
31 Agustus 2018 Miniaturisasi adalah tren panas di industri PCB. Ada permintaan besar untuk PCB berukuran ringkas dan bergerak cepat. Meskipun merupakan aset di banyak perangkat elektronik, ada banyak komponen dalam PCB cepat ini, yang mungkin tidak berfungsi seperti yang diharapkan, dan menyebabka
Lapisan bubuk menghilangkan kekacauan dan ketidaktepatan proses pengecatan tradisional. Proses finishing bebas cairan menawarkan peningkatan daya tahan, tahan luntur warna, dan efisiensi. Lini powder coating membangun efisiensi proses dengan penambahan lini produksi. Komponen dan komponen yang dirak
Kemajuan teknologi bertanggung jawab atas pertumbuhan dan perluasan hampir setiap industri, mulai dari industri otomotif hingga industri perjalanan dan segala sesuatu di antaranya. Fabrikasi logam tidak terkecuali. Teknologi fabrikasi selama 50+ tahun terakhir telah mengubah cara pembentukan dan pen
