Jump to content
Мелос

Волновые процессы в длинных цепях

Recommended Posts

Никак не могу понять физическую суть волновых процессов. Понимаю формулы, но не могу сопоставить их реальными явлениями.

Например, что представляют из себя падающая и отражённая волна? Это действительно волна дошедшая до нагрузки, частично "отскочившая" от неё, и отправившаяся назад, или же это из-за противодействия равномерно распределённых реактивных элементов "создаётся впечатление", что волны две? 

Что представляет собой волновое сопротивление? Понимаю, оно аналогично характеристическому сопротивлению четырёхполюсника. Мол, это характеристика зависящая от строения системы, и описывающая при каком сопротивлении нагрузки получится согласованный режим. Однако если характеристические сопротивления бывают разные, в зависимости от входа , то волновое для линии одно. Плюс волновое имеет смысл в любой точке линии (отношение напряжения волны к току), а характеристическое только на входе и выходе. Значит есть какая-то разница в их сути?

Прошу, объясните, как вы их понимаете. А то совершенно не получается сопоставлять какие-то реальные условия, значения и теорию. 

Share this post


Link to post
Share on other sites
5 часов назад, Мелос сказал:

Никак не могу понять физическую суть волновых процессов. Понимаю формулы, но не могу сопоставить их реальными явлениями. 

Это потому, что физика заменяется математикой. Попробуйте провести аналогию с процессом, который более понятен, например с распространением механической волны по натянутой длинной веревке или тросу.

Так можно увидеть форму волны, то как она бежит, как отражается от закрепленного конца с изменением фазы на противоположную. Увидите стоячие волны в линии с кз, если представите волну в виде напряжения. 

Подумайте, что будет, если удлинить эту линию такой-же веревкой или тонкой/толстой (аналогия с волновым сопротивлением) или подвесить груз (создать неоднородность в линии) на пути движения волны. Как избежать отражения или как передать всю механическую энергию в нагрузку.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Теперь что касается остального.

Цитата

Например, что представляют из себя падающая и отражённая волна? Это действительно волна дошедшая до нагрузки, частично "отскочившая" от неё, и отправившаяся назад, или же это из-за противодействия равномерно распределённых реактивных элементов "создаётся впечатление", что волны две? 

Волна одна. Можете представить ее в виде большой одиночной волны на воде, она доходит до препятствия (нагрузки), отражается и идет в обратном направлении. Скорость гребня волны равна фазовой скорости, то есть отраженная волна приходит с задержкой.

В длинной линии падающая волна представляет собой периодический процесс, то есть, проводя аналогию с морем, волны набегают одна за другой на препятствие и также отражаются, суммируясь на обратном пути с падающими. По суммарным амплитудам тока и напряжения падающей и отраженной волн вычисляется сопротивление несогласованной линии в данной точке.

Цитата

Что представляет собой волновое сопротивление?

Волновое сопротивление это просто характеристика среды, в которой распространяется волна. Большинство используемых линий передач (коаксиальных) имеет волновое сопротивление 50 Ом. Это значит, что если подать сигнал амплитудой 50 вольт, то амплитуда тока в согласованной линии будет 1 ампер.

Цитата

Понимаю, оно аналогично характеристическому сопротивлению четырёхполюсника.

Длинная линия рассматривается как симметричный четырехполюсник.

Если Вы понимаете под характеристическим сопротивлением, равенство сопротивления четырехполюсника по входу или выходу его нагрузочному сопротивлению.

Цитата

Мол, это характеристика зависящая от строения системы, и описывающая при каком сопротивлении нагрузки получится согласованный режим.

Все верно, характеристика, зависящая от геометрии и взаимного расположения проводников линии передачи, и задающая погонные L и С.

 А согласованный режим означает, что вся мощность с линии поступает в нагрузку. В любой точке линии напряжение относится к току как волновое сопротивление и если мы ставим в эту точку нагрузку, то она должна при заданном напряжении проводить через себя тот же ток, а это возможно только при ее равенстве волновому сопротивлению.

Цитата

Однако если характеристические сопротивления бывают разные, в зависимости от входа, то волновое для линии одно.

Если четырехполюсник несимметричный, то будут разные. Но под сопротивлением линии имейте в виду полное сопротивление (импеданс), состоящее из активной и реактивной частей. Если линия с малыми потерями, то реактивную часть не учитывают.

Цитата

Плюс волновое имеет смысл в любой точке линии (отношение напряжения волны к току), а характеристическое только на входе и выходе. Значит есть какая-то разница в их сути?

Разницы нет между понятиями surge impedance (волновое сопротивление) и characteristic impedance (здесь понятнее перевести как собственный импеданс). Под характеристическим Вы наверно понимаете image impedance, с согласованием разными, зеркальными нагрузками по входу и выходу. Но здесь сильно не заморачивайтесь.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Особенности схемотехники и трассировки печатных плат для STM32WB55

Разработка новых устройств на базе беспроводного микроконтроллера STM32WB от STMicroelectronics может быть сделана в короткий срок, если выполнять некоторые важные правила и воспользоваться готовыми конструктивными решениями и рекомендациями инженеров ST.

Читать статью

.@Мелос, наглядное пособие не нужно?

Line3.png

Симуляция длинной линии с синусоидальным импульсом в программе LTspice. Файл.

Share this post


Link to post
Share on other sites

Join the conversation

You are posting as a guest. If you have an account, sign in now to post with your account.
Note: Your post will require moderator approval before it will be visible.

Guest
Reply to this topic...

×   Pasted as rich text.   Restore formatting

  Only 75 emoji are allowed.

×   Your link has been automatically embedded.   Display as a link instead

×   Your previous content has been restored.   Clear editor

×   You cannot paste images directly. Upload or insert images from URL.

Loading...

  • Сообщения

    • Прожектора применяются при монтаже и не на 36В, конечно.
    • в 506 добавлен компаратор , соответствено регистры обшего назначения 0х08...0х0D  заняты, если не используется в коде можно брать. 2. в протезе есть графы , генераторы,  стулсы на левой панели , с помощью их можно полностью проверить работу, в плоть до имитации нажатия кнопок.
    • http://radteh.ru/prijomniki/Indikatory_nastroyki_tranzistornyh_priemnikov.html
    • http://electro-tehnyk.narod.ru/docs/Datasheet/Kr142en22.pdf
    • Не знаете где отдельно лампу купить? Именно которую в таких светильниках применяется..
    • Прошивки не совместимы. Вообще проект был аж под PIC16C505. Перекомпилирован под PIC16F505, т.к. между ними различий практически нет, кроме типа памяти, и кто-то мне подсказал, что PIC16F505 есть в Proteus-е.
    • И так, начал разбираться со входным каскадом и появилось куча вопросов. А именно: Балансный вход Зачем использовать т-образный фильтр высоких частот на балансном входе? Зачем оставлять С4 если по факту вильтр высоких частот идет в начале каскада? Как нам согласовывать сопративление балансного входа? Стоит ли ставить дополнительный резистор (R48) на 3,3 кОм между входами, чтобы помочь сбалансировать входной сигнал. Нашел такую модель в интернетах. Нужен ли нам полярный конденсатор (С5 на схемах выше) после операционника, если да, то зачем? Тут сразу два вопроса. Какой должен быть вольж после операционика, а главное, точно ли нужно R3, R4 ставить 4.7 кОм? И от сюда другой вопрос - какой ставить  переменный резистор после операционника? Не балансный: Как организовать согласование сопративлений между не балансными входами и суматором? Где луче ставить потанциометр в небалансных входах до или после фильтров? Зачем нужен полярник в цепи не балансного входа?
×
×
  • Create New...