Perché la riflessione si applica solo alle linee di trasmissione?

Perché il concetto di riflessione dell'onda sembra applicarsi solo alle linee di trasmissione? Ad esempio, per un circuito semplice con due resistenze R1 = 50 e R2 = 75 , è l'onda di tensione proveniente dalla prima resistenza riflessa dalla quantità:$\Omega$$\Omega$

$\Gamma = \dfrac{75-50}{75+50} = 0.2$ ?

Quindi significherebbe un riflessione della potenza e un trasferimento della potenza. Ma allora qual è il potere dell'incidente?1 - 0,04 = 96 $(0.2)^2 = 0.04 = 4\%$$1 - 0.04 = 96\%$

Immagino che potresti spazzarlo via come "le linee di trasmissione e le resistenze sono cose diverse", ma allora qual è la distinzione fondamentale tra loro? In un certo senso hai una "ondata" di elettroni che "viaggiano" in una resistenza, e immagino che se colpiscono un'altra resistenza con una diversa capacità di lasciare "viaggiare" gli elettroni, allora dovrebbero parzialmente tornare indietro, quindi essere riflessi.

Le riflessioni avvengono ovunque, non solo nelle linee di trasmissione. La linea di trasmissione è un modello della situazione fisica, che è facile da applicare a una coppia di conduttori la cui lunghezza è paragonabile o maggiore della lunghezza d'onda del segnale e che è regolare nella sezione trasversale.

Ciò che determina se le riflessioni contano sono le frequenze e la dimensione fisica del circuito. Se hai impedenze senza eguali, allora ottieni onde riflesse proprio come descrivi, e o devi affrontarle o sono trascurabili per qualche motivo. Ecco due motivi:

• Per i circuiti esclusivamente a bassa frequenza, i riflessi si riflettono ripetutamente e si stabilizzano su una scala temporale molto più veloce della variazione dei segnali. Cioè, ogni doppia riflessione è un segnale extra che è semplicemente sfasato rispetto al segnale originale, ma man mano che ottengono di più dalla fase la loro ampiezza diminuisce abbastanza rapidamente da poter essere trascurata. (Anche i circuiti RF possono essere costruiti in questo modo, come si può vedere da molte apparecchiature radio amatoriali HF costruite in casa .)

  All'aumentare della frequenza, la lunghezza d'onda diminuisce e la dimensione fisica dei componenti diventa relativamente più grande e si inizia a doversi preoccupare di evitare i "dossi" dell'impedenza. È qui che inizi a utilizzare tecniche di progettazione microstrip nei circuiti stampati.

• Nei circuiti digitali, le transizioni nitide possono avere componenti ad alta frequenza che rifletteranno, ma non devi preoccuparti di questo finché la velocità del tuo orologio è molto più lenta della lunghezza delle tue tracce / fili (c'è una conversione via c per fare questo ha senso, ovviamente) perché quando l'orologio fa il suo prossimo tick tutti i segnali si sono stabilizzati.

  (Si noti che non ci sono onde stazionarie qui perché nel periodo di un singolo segno di spunta i segnali di guida sono passi (livelli logici da alto a basso o da basso a alto), non segnali periodici.)

  All'aumentare della velocità di clock, il tempo di assestamento disponibile diminuisce, richiedendo di ridurre al minimo i riflessi o minimizzare il tempo di spostamento del segnale (in modo che l'assestamento avvenga più rapidamente).

La differenza tra loro è che una linea di trasmissione è caratterizzata sia da una capacità che da un'induttanza (e di solito anche una certa resistenza). Nella vita reale, la trasmissione di un segnale coinvolge sia la generazione di un campo magnetico (poiché la corrente scorre) sia i campi elettrici (poiché esiste una differenza di tensione lungo il conduttore). Il quadro per trattare questi campi sono i concetti di induttanza e capacità. Una linea di trasmissione può essere modellata come una rete induttiva / capacitiva distribuita ed è gli attributi di accumulo di energia della linea di trasmissione che le consentono di produrre gli effetti che essa produce. Quindi la ragione per cui si comporta diversamente da una resistenza ideale è che lo èdiverso. A frequenze audio e brevi distanze questi effetti non contano davvero, ma a frequenze alte o lunghe possono diventare importanti. Una delle prime applicazioni a richiedere il trattamento di questa roba fu i cavi telegrafici transatlantici. Frequenze non molto alte, ma le lunghezze lunghe hanno causato problemi imprevisti. Puoi leggere qui htp: //faculty.uml.edu/cbyrne/Cable.pdf per esempio, per una discussione.

Gli effetti elettromagnetici di cui stai parlando si applicano alle alte frequenze. Normalmente per l'analisi dei circuiti la frequenza è piccola, quindi i concetti di riflessione e trasmissione non si applicano.

Un resistore è un elemento di circuito aggregato quasi per definizione. Le linee di trasmissione vengono utilizzate per modellare situazioni in cui la lunghezza della linea è vicina o maggiore della lunghezza d'onda. Se il tuo resistore fisico è più grande della lunghezza d'onda, devi modellarlo come qualcosa di più complesso di una semplice resistenza aggregata. Un'opzione potrebbe essere una linea di trasmissione con perdita.

Gli effetti della linea di trasmissione si verificano quando il tempo di attesa del driver è più veloce del ritardo di propagazione del filo. In caso contrario, il filo si comporta in genere come induttanza aggregata e il carico come capacità aggregata. Ho fatto molti modelli usando SPICE e misurazioni di schede PC ed è quello che ho trovato.