Ableitung der charakteristischen Impedanz?

Ich gehe von der Telegraphengleichung aus: D v ( z ) D z = ( R ' + J ω L ' ) ICH ( z ) , Wo v ( z ) Und ICH ( z ) sind die Zeiger von Spannung bzw. Strom im Übertragungsleitungsmodell. R ' Und L ' sind Widerstand pro Längeneinheit bzw. Induktivität pro Längeneinheit.

Die Lösung der Wellengleichung D 2 v ( z ) D z 2 γ 2 v ( z ) = 0 Wo γ = ( R ' + J ω L ' ) ( G ' + J ω C ' ) hat die Form v ( z ) = v Ö + e γ z + v Ö e γ z . G ' Und C ' sind jeweils die Konduktanz pro Längeneinheit und die Kapazität pro Längeneinheit der Übertragungsleitung.

Aus der Telegraphengleichung erhalten wir: D v ( z ) D z = γ v Ö + e γ z γ v Ö e γ z = γ ( v Ö + e γ z v Ö e γ z ) = ( R ' + J ω L ' ) ICH ( z )

ICH ( z ) = γ R ' + J ω L ' ( v Ö + e γ z v Ö e γ z )

... und ich stecke hier fest.

Angesichts dieser charakteristischen Impedanz v Ö + ICH Ö + = Z Ö = v Ö ICH Ö , wie komme ich zu Z Ö = R ' + J ω L ' γ = R ' + J ω L ' G ' + J ω C ' ?

Ich bin mir nicht sicher, wie ich es bekommen soll Z Ö aus v Ö + e γ z + v Ö e γ z ICH ( z ) = v Ö + e γ z v Ö e γ z ICH Ö + e γ z + ICH Ö e γ z

Antworten (2)

Dies scheint der einfachste mathematische Weg zur Ableitung der charakteristischen Impedanz zu sein. Stellen Sie sich einen "Klumpen" Übertragungsleitung vor, der mit der Fortsetzung dieser Übertragungsleitung verbunden ist ( Z 0 ): -

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

  • R ist der Reihenwiderstand des Kabels für eine gegebene Länge
  • L ist die Reiheninduktivität des Kabels für eine gegebene Länge
  • G ist die Parallelleitfähigkeit des Kabels für eine gegebene Länge
  • C ist die Parallelkapazität des Kabels für eine gegebene Länge
  • Z 0 rechts ist die Fortsetzung des Kabels

Daher ist die Impedanz bei Blick nach links: -

Z 0 = R + J ω L + Z 0 | | 1 G + J ω C

= R + J ω L + Z 0 G + J ω C Z 0 + 1 G + J ω C

= R + J ω L + Z 0 1 + Z 0 ( G + J ω C )

Z 0 [ 1 + Z 0 ( G + J ω C ) ] = [ R + J ω L ] [ 1 + Z 0 ( G + J ω C ) ] + Z 0

Z 0 + Z 0 2 ( G + J ω C ) = R + J ω L + Z 0 [ ( R + J ω L ) ( G + J ω C ) ] + Z 0

Z 0 2 ( G + J ω C ) = R + J ω L + Z 0 [ ( R + J ω L ) ( G + J ω C ) ]

Als nächstes ist es wichtig, das zu erkennen ( R + J ω L ) ( G + J ω C ) ist unbedeutend, da sich der "Klumpen" der Länge Null nähert und wir übrig bleiben: -

Z 0 2 ( G + J ω C ) = R + J ω L

somit

Z 0 = R + J ω L G + J ω C

Es ist sehr leicht. Zuerst setzen Sie ICH ( z ) = ICH 0 + e j z + ICH 0 e j z ein Then-Ersatz v 0 + = ICH 0 + Z 0 Und v 0 = ICH 0 Z 0 in der Gleichung, wo Sie stecken geblieben sind.