Minimale Verzerrung in der Übertragungsleitung

In einer Übertragungsleitung ist die Bedingung für minimale Verzerrung (verursacht durch die Leitung) wenn (R/L = G/C) in der Leitung, richtig? Ich sehe jedoch keinen Hinweis darauf in Anwendungshinweisen oder Referenzhandbüchern, die ich über Mikrostreifen oder Streifenleitungen oder Hochfrequenzdesigns gelesen habe. Die einzige Bedingung, die ich für die Signalintegrität gelesen habe, sind Reflexionen (Impedanzanpassung). Gibt es dafür einen Grund? Ist es nur zur Vereinfachung des Modells oder sehe ich mir nur Informationen von schlechter Qualität an?

Es gibt eine Verzerrung in einer Leitung, wenn Sie das Signal in der Ausgabe nicht schreiben können als:

V2(t) = K * V1(t-Tau)

Das bedeutet, dass die Signale nicht gleich sind (ohne die Dämpfung und Verschiebung des Signals zu zählen).

Es wird eine Verzerrung in der Leitung geben, es sei denn:

a-) Z_0 ist frequenzunabhängig. b-) alpha ist nicht frequenzabhängig. c-) V_p hängt nicht von der Frequenz ab.

Alle diese Bedingungen sind in Ordnung, wenn R/L = G/C

Wenn Sie an a, b, c denken: Sie ändern die Eigenschaften in der Leitung durch das Frequenzspektrum. Wenn Sie also einige Frequenzkomponenten des Signals stärker ändern als andere, ist dies eine Verzerrung in der Leitung.

Sie können mehr über die Theorie der Verzerrung in t.line in diesem Buch in Abschnitt 4.2 sehen.

Dave, das ist nicht richtig.
Sprechen Sie von Verzerrungen als Ergebnis einer Änderung des Spektrums, weil eine oder alle von (a) Abschlussimpedanzen falsch sind oder (b) spektrale Änderungen aufgrund von nicht richtig angepassten Dingen? (Die beiden sind normalerweise verwandt, können aber wie unterschiedliche Probleme aussehen).
... das klingt wahrscheinlich nicht hilfreich, aber ich weiß, was ich meine .... wie manifestiert sich diese Verzerrung auf den Signalen, die Sie in Betracht ziehen?
Vielen Dank für die Erläuterung dessen, was Sie mit Verzerrung meinen. Der Kern Ihrer Frage scheint zu sein, dass Sie mit den Informationen, die Sie erhalten, nicht zufrieden sind, aber Sie müssen uns einige konkrete Beispiele nennen.
@Andy aka Sie haben ein Eingangssignal (einen Impuls), sagen wir, dass Sie die minimalen Verzerrungsbedingungen nicht einhalten, also möglicherweise die hohe Frequenz. Signale haben ein Alpha, das größer als die niedrige Frequenz ist. Sie werden also die hochfrequenten Signale dämpfen, sodass Sie sich vorstellen können, dass der Puls in der Last viel anders aussehen wird.
Null Verzerrung tritt auf, wenn die Impedanz perfekt angepasst ist. Ihre Gleichung ist in Ordnung, wenn das Modell einfach ist, aber im wirklichen Leben können Sie oft nicht einfach R / L = G / C verwenden, da es bei mehreren Elementen zu schwierig wird, sie auf der Grundlage eines Äquivalenzmodells zu trennen und zu optimieren. Es ist einfacher, mit den Elementen zu arbeiten und das System für die Impedanzanpassung zu optimieren.

Antworten (2)

Die Heaviside-Bedingung

R L = G C oder R C = G L oder R G = L C

Warum wird die Heaviside-Bedingung nicht weiter verbreitet? Heaviside bekommt auch nach all den Jahren keinen Respekt. Wahrscheinlicher nur die Praktikabilität (Unpraktikabilität), um die Gleichheit wahr zu machen.

Heaviside hatte diese Idee als Antwort auf Probleme mit der Telefonsignalqualität (um 1885). Er fand heraus, dass für verlustfreie Leitungen und für verlustbehaftete Leitungen, die die obige Bedingung erfüllten, die Ausbreitungsgeschwindigkeit (Phase) unabhängig von der Signalfrequenz war. Man könnte also meinen, wir würden es die ganze Zeit überall benutzen.

Aber für echte Linien R L > G C was bedeutet, dass Sie R oder C weniger oder L oder G mehr machen müssen. Eine Verringerung von R oder C macht das Kabel größer und schwerer (mehr Kupfer). Eine Erhöhung von G bedeutet eine exponentielle Dämpfung entlang der Leitungslänge. Nicht wünschenswert für Telefon- oder Langstreckenkabel. Bei Telefonleitungen belasteten sie die Leitungen also jede Viertelwellenlänge induktiv. Sie haben gute Ergebnisse für Audiomaterial erzielt, aber die Leitung enthält jetzt einen Tiefpassfilter. Es war nicht so gut für Code.

Eigentlich ist die Idee etwas zu einfach. Es basiert darauf, dass die Parameter R, C, G und L Konstanten über der Frequenz sind. Das ist nicht wahr. Es gibt einen Skin-Effekt für die Leiter. Materialien haben frequenzabhängige Dielektrizitätskonstanten. Wenn die Leitung mit einem magnetischen Material geladen wird, um die Induktivität zu erhöhen, ist dies ebenfalls frequenzabhängig. Wenn die Beziehung funktioniert, wird sie nur über ein eingeschränktes Frequenzband sein.

Aus diesem Grund konzentrierte sich die gesamte Arbeit auf Wellenkompensationsansätze wie Solitonen.

Die Heaviside-Bedingung wurde jedoch nicht vollständig aufgegeben, siehe " Approaching Speed-of-light Distortionless Communication for On-chip Interconnect " als Beispiel. Natürlich versuchten diese Forscher nicht, das ganze Land zu durchqueren, sondern nur einen Chip, also war die Erhöhung von G in ihrem Fall in Ordnung.

Ist das hilfreich? Ich lösche dies, wenn es nicht ist usw. ...

Unter allen Signalumständen ist die charakteristische Impedanz für eine Übertragungsleitung: -

Z 0 = R + J ω L G + J ω C

Bei niedrigen Frequenzen (unter 100 kHz), bei denen R und C dominieren, beträgt die charakteristische Impedanz: -

R J ω C und das bedeutet im Grunde, dass die Eingangsimpedanz X ist ∠ − 45

Mit anderen Worten, bei niedrigen Frequenzen können Sie nicht mit einem einfachen Widerstand abschließen, sondern benötigen eine komplexe Impedanz. Bei hohen Frequenzen wird es L C das ist ein Widerstand.

Ich spreche nicht von Reflexionen, also sind Terminierungen hier nicht wichtig.
Im Grunde sprechen Sie also von einem komplexen Signal, das am unteren Ende seines Spektrums an Audio grenzt (oder dieses enthält); und am oberen Ende umfasst 1 MHz und darüber hinaus. Wenn dies zutrifft, werden Sie die Verzerrung, auf die Sie anspielen, nicht sehen, wenn die Leitung ordnungsgemäß mit einer komplexen Impedanz abgeschlossen ist, die über das gesamte Spektrum des Signals zur Leitung "passt".
Wenn die Leitungsverluste mit der Frequenz variieren, ernten Sie natürlich eine Verzerrung, die nur durch einen Kompensator auf der Empfangsseite oder eine Vorverzerrung auf der Sendeseite (oder beides) korrigiert werden kann. Immer noch machbar und hat nicht wirklich etwas mit dem R:L-Verhältnis zu tun.
Sie liegen falsch, Ihnen fehlt die Theorie von t. Linien, siehe 4.2 im Buch
Es ist möglich, dass ich falsch liege, aber ich spiele keine Ratespiele mehr. Vielleicht können Sie den Abschnitt des Google-Buchs kopieren und in Ihre Frage einfügen, da mein Browser ihn nicht öffnet.
Minimale Verzerrung in der Übertragungsleitung
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