مقاومت موج چیست؟ امپدانس موج فرمول کابل

قبل از شروع خواندن مقاله، سعی کنید به این سوال فکر کنید: اگر یک سیم بسیار طولانی (بیش از 300 هزار کیلومتر، ابررسانا) را به باتری وصل کنید، اگر انتهای مخالف سیم در جایی وصل نباشد، جریان جریان پیدا می کند؟ چند آمپر؟

پس از مطالعه این مقاله متوجه خواهید شد که مفهوم مقاومت در برابر موج چیست. از سخنرانی های تئوری امواج فقط این را برداشت کردم که مقاومت موج مقاومت امواج است. به نظر می رسد اکثر دانش آموزان دقیقاً همین موضوع را درک کرده اند. این چیزی نیست.

این مقاله یک ترجمه بسیار شل از این کتاب است: Lessons In Electric Circuits
مقالات مرتبط: در Habré: یک تماس وجود دارد، هیچ سیگنالی وجود ندارد
سطل زباله در ویکی پدیا: خط طولانی

کابل 50 اهم؟

من با این کتیبه متحیر شدم - 50 Ω. چگونه دو هادی عایق شده می توانند مقاومت 50 Ω نسبت به یکدیگر داشته باشند؟ من مقاومت بین سیم ها را اندازه گرفتم و همانطور که انتظار می رفت یک شکست دیدم. مقاومت کابل از یک طرف به طرف دیگر صفر است. هرچه اهم متر را وصل کردم نتوانستم مقاومت 50 اهم را بدست بیاورم.

چیزی که من در آن زمان متوجه نشدم این بود که چگونه کابل به تکانه ها پاسخ می دهد. البته اهم متر با جریان مستقیم کار می کند و نشان می دهد که هادی ها به یکدیگر متصل نیستند. با این حال، کابل، به دلیل تأثیر ظرفیت خازنی و اندوکتانس توزیع شده در تمام طول آن، مانند یک مقاومت عمل می کند. و درست مانند یک مقاومت معمولی، جریان متناسب با ولتاژ است. چیزی که ما به عنوان یک جفت هادی می بینیم - عنصر مهممدارها در حضور سیگنال های فرکانس بالا.

در این مقاله می آموزید که خط ارتباطی چیست. بسیاری از جلوه های خط ارتباطی هنگام کار با جریان مستقیم یا فرکانس شبکه 50 هرتز ظاهر نمی شوند. با این حال، در مدارهای فرکانس بالا، این اثرات کاملا قابل توجه است. استفاده عملیخطوط انتقال - در ارتباطات رادیویی، در شبکه های کامپیوترو در مدارهای فرکانس پایین برای محافظت در برابر نوسانات برق یا صاعقه.

سیم ها و سرعت نور

اگر طول سیم ها 300000 کیلومتر باشد چه اتفاقی می افتد؟ از آنجایی که الکتریسیته با سرعت محدودی منتقل می‌شود، سیم‌های بسیار طولانی باعث تاخیر می‌شوند.


بدون توجه به زمان گرم شدن لامپ و مقاومت سیم ها، لامپ تقریباً 1 ثانیه پس از روشن شدن کلید روشن می شود. در حالی که ساخت خطوط انتقال ابررسانا با این طول مشکلات عملی بزرگی ایجاد می کند، از نظر تئوری امکان پذیر است، بنابراین آزمایش فکری ما واقعی است. هنگامی که سوئیچ خاموش می شود، لامپ به مدت 1 ثانیه دیگر به دریافت برق ادامه می دهد.
یکی از راه‌های نمایش حرکت الکترون‌ها در یک رسانا، واگن‌های قطار است. خود خودروها به آرامی حرکت می کنند، تازه شروع به حرکت می کنند و موج کلاچ بسیار سریعتر منتقل می شود.

قیاس دیگر، شاید مناسب تر، امواج در آب است. جسم شروع به حرکت افقی در امتداد سطح می کند. در اثر برهمکنش مولکول های آب موجی ایجاد خواهد شد. موج بسیار سریعتر از حرکت مولکول های آب حرکت می کند.

الکترون ها با سرعت نور برهم کنش می کنند، اما مانند مولکول آب در تصویر بالا بسیار کندتر حرکت می کنند. با یک مدار بسیار طولانی، تاخیر بین فشار دادن سوئیچ و روشن کردن لامپ قابل توجه است.

امپدانس موج

برق را به سیم وصل کنید. جریان شارژ خازن با فرمول تعیین می شود: I = C(de/dt). بر این اساس، افزایش آنی ولتاژ باید جریان بی نهایت ایجاد کند.
با این حال، جریان نمی تواند بی نهایت باشد، زیرا اندوکتانسی در طول سیم ها وجود دارد که رشد جریان را محدود می کند. افت ولتاژ در سلف تابع فرمول است: E = L(dI/dt). این افت ولتاژ حداکثر مقدار جریان را محدود می کند.

از آنجایی که الکترون ها با سرعت نور در حال تعامل هستند، موج با همان سرعت منتشر می شود. بنابراین، افزایش جریان در سلف ها و فرآیند شارژ خازن ها به صورت زیر خواهد بود:

در نتیجه این فعل و انفعالات، جریان عبوری از باتری محدود خواهد شد. از آنجایی که سیم ها بی پایان هستند، ظرفیت خازن توزیع شده هرگز شارژ نمی شود و اندوکتانس اجازه نمی دهد جریان به طور نامحدود افزایش یابد. به عبارت دیگر، سیم ها مانند یک بار دائمی رفتار خواهند کرد.
خط انتقال مانند یک مقاومت مانند یک بار ثابت رفتار می کند. برای یک منبع تغذیه، فرقی نمی‌کند که جریان به یک مقاومت یا خط انتقال جریان یابد. امپدانس (مقاومت) این خط مقاومت موج نامیده می شود و فقط با هندسه هادی ها مشخص می شود. برای سیم های موازی عایق هوا، امپدانس مشخصه به صورت زیر محاسبه می شود:


برای یک سیم کواکسیال، فرمول محاسبه مقاومت موج کمی متفاوت به نظر می رسد:

اگر ماده عایق خلاء نباشد، سرعت انتشار کمتر از سرعت نور خواهد بود. نگرش سرعت واقعیبه سرعت نور را ضریب انقباض می گویند.
ضریب کوتاه شدن فقط به خواص عایق بستگی دارد و با استفاده از فرمول زیر محاسبه می شود:

امپدانس مشخصه به عنوان امپدانس مشخصه نیز شناخته می شود.
از فرمول می توان دریافت که با افزایش فاصله بین هادی ها مقاومت موج افزایش می یابد. اگر هادی ها از یکدیگر دور شوند، ظرفیت آنها کوچکتر می شود و اندوکتانس توزیع شده افزایش می یابد (اثر خنثی سازی دو جریان مخالف کمتر است). ظرفیت کمتر، اندوکتانس بیشتر => جریان کمتر => مقاومت بیشتر. برعکس، همگرایی سیم ها منجر به ظرفیت بیشتر، اندوکتانس کمتر => جریان بیشتر => امپدانس کمتر می شود.
بدون در نظر گرفتن اثرات نشت جریان از طریق دی الکتریک، امپدانس مشخصه از فرمول زیر پیروی می کند:

خطوط انتقال با طول محدود

با این حال، امپدانس مشخصه هنگام کار با سیم با طول محدود نیز مهم است. اگر یک ولتاژ گذرا به خط اعمال شود، جریانی جریان می یابد که برابر با نسبت ولتاژ به امپدانس مشخصه است. این فقط قانون اهم است. اما نه به طور نامحدود، بلکه برای مدت زمان محدودی کار خواهد کرد.

اگر در انتهای خط شکستگی وجود داشته باشد، جریان در این نقطه متوقف می شود. و این قطع ناگهانی جریان تمام خط را تحت تاثیر قرار خواهد داد. قطاری را تصور کنید که با سستی در ریل ها پایین می آید. اگر به دیوار برخورد کند، یکدفعه نمی ایستد: اول ماشین اول، بعد ماشین دوم و غیره.

سیگنالی که از یک منبع منتشر می شود، موج فرودی نامیده می شود. انتشار سیگنال از بار به منبع، موج بازتابی نامیده می شود.

به محض انتشار در هم آمیختگی الکترون ها در انتهای خط به باتری، جریان در خط متوقف می شود و مانند یک مدار باز معمولی رفتار می کند. همه اینها برای خطوط با طول معقول خیلی سریع اتفاق می افتد به طوری که اهم متر زمان لازم برای اندازه گیری مقاومت را ندارد. او وقت ندارد آن دوره زمانی را که مدار مانند یک مقاومت رفتار می کند، بگیرد. برای یک کابل کیلومتر با ضریب سرعت 0.66، سیگنال تنها 5.05 میکرو ثانیه حرکت می کند. موج منعکس شده به همان مقدار یعنی در مجموع 10.1 میکرو ثانیه به منبع باز می گردد.

ابزارهای پرسرعت قادر به اندازه گیری این زمان بین انتقال سیگنال و رسیدن انعکاس برای تعیین طول کابل هستند. همچنین می توان از این روش برای تشخیص شکستگی یک یا هر دو سیم کابل استفاده کرد. چنین دستگاه هایی را بازتاب سنج برای خطوط کابل می نامند. اصل اساسی مانند سونارهای اولتراسونیک است: ایجاد یک پالس و زمان‌بندی اکو.

پدیده مشابهی در مورد اتصال کوتاه رخ می دهد: هنگامی که موج به انتهای خط می رسد، به عقب منعکس می شود، زیرا ولتاژ نمی تواند بین دو سیم متصل وجود داشته باشد. وقتی موج منعکس شده به منبع می رسد، منبع می بیند که چه اتفاقی افتاده است مدار کوتاه. همه اینها در حین انتشار سیگنال در آنجا + زمان برگشت اتفاق می افتد.

یک آزمایش ساده پدیده انعکاس موج را نشان می دهد. مطابق تصویر طناب را بردارید و بکشید. موج شروع به انتشار می کند تا زمانی که در اثر اصطکاک کاملاً خاموش شود.

به نظر می رسد یک صف طولانی با ضرر و زیان. با حرکت به سمت پایین، سطح سیگنال کاهش می یابد. با این حال، اگر انتهای دوم به یک دیوار جامد ثابت شود، یک موج منعکس شده رخ می دهد:

به طور معمول، هدف یک خط انتقال، انتقال است سیگنال الکتریکیاز یک نقطه به نقطه دیگر

اگر پایان دهنده خط دقیقاً با امپدانس مشخصه برابر باشد، می توان بازتاب ها را حذف کرد. به عنوان مثال، یک خط باز یا کوتاه تمام سیگنال را به منبع منعکس می کند. اما اگر یک مقاومت 50 اهم را در انتهای خط روشن کنید، تمام انرژی توسط مقاومت جذب می شود.

اگر به خط بی نهایت فرضی خود بازگردیم، همه اینها منطقی است. مانند یک مقاومت ثابت رفتار می کند. اگر طول سیم را محدود کنیم، فقط برای مدتی مانند یک مقاومت و سپس مانند یک اتصال کوتاه یا یک مدار باز رفتار می کند. با این حال، اگر یک مقاومت 50 اهم را در انتهای خط قرار دهیم، دوباره مانند یک خط بی پایان رفتار می کند.






در واقع، یک مقاومت در انتهای یک خط برابر با امپدانس مشخصه، خط را از نظر منبع بی نهایت می کند، زیرا یک مقاومت می تواند انرژی را برای همیشه از بین ببرد، همانطور که خطوط بی نهایت می توانند انرژی را جذب کنند.

اگر امپدانس موج منبع دقیقاً برابر امپدانس موج نباشد، موج بازتاب شده به منبع بازمی‌گردد، می‌تواند دوباره منعکس شود. این نوع بازتاب به ویژه خطرناک است، به نظر می رسد که منبع یک ضربه را منتقل کرده است.

خطوط انتقال کوتاه و بلند

در صورتی که یک سیگنال فرکانس پایین به مدار مخابره شود، منبع برای مدتی امپدانس موج و سپس امپدانس خط را می بیند. می دانیم که بزرگی سیگنال در تمام طول خط به دلیل انتشار با سرعت نور (تقریبا) برابر نیست. اما فاز سیگنال فرکانس پاییندر حین انتشار سیگنال به طور ناچیز تغییر می کند. بنابراین، می توان فرض کرد که ولتاژ و فاز سیگنال در تمام نقاط خط برابر است.

در این مورد، می توان فرض کرد که خط کوتاه است، زیرا زمان انتشار بسیار کمتر از دوره سیگنال است. در مقابل، یک خط طولانی خطی است که در طول زمان انتشار، شکل سیگنال در بیشتر فاز زمان تغییر کند یا حتی چندین دوره از سیگنال را ارسال کند. خطوط طولانی خطوطی هستند که فاز سیگنال در طول انتشار بیش از 90 درجه تغییر می کند. تا اینجا در این کتاب فقط خطوط کوتاهی را در نظر گرفته ایم.

برای تعیین نوع خط (طولانی، کوتاه) باید طول و فرکانس سیگنال آن را با هم مقایسه کنیم. به عنوان مثال، دوره زمانی یک سیگنال با فرکانس 60 هرتز 16.66 میلی ثانیه است. هنگام انتشار با سرعت نور (300 هزار کیلومتر در ثانیه)، سیگنال 5000 کیلومتر حرکت می کند. اگر ضریب کوتاه شدن کمتر از 1 باشد، سرعت کمتر از 300 هزار کیلومتر در ثانیه خواهد بود و فاصله به همان میزان کمتر خواهد بود. اما حتی اگر از ضریب کوتاه شدن کابل کواکسیال (0.66) استفاده کنید، فاصله همچنان زیاد خواهد بود - 3300 کیلومتر! صرف نظر از طول کابل، این طول موج نامیده می شود.

یک فرمول ساده به شما امکان می دهد طول موج را محاسبه کنید:

خط بلند خطی است که حداقل ¼ طول موج در آن متناسب باشد. و اکنون می توانید بفهمید که چرا تمام خطوط قبلی کوتاه هستند. برای سیستم های قدرت جریان متناوبدر 60 هرتز، طول کابل باید از 825 کیلومتر تجاوز کند تا اثرات انتشار سیگنال قابل توجه باشد. کابل های تقویت کننده صدا تا بلندگوها باید بیش از 7.5 کیلومتر طول داشته باشند تا به طور قابل توجهی بر سیگنال صوتی 10 کیلوهرتز تأثیر بگذارند!

هنگام برخورد با سیستم های RF، موضوع طول خط انتقال به دور از اهمیت است. یک سیگنال رادیویی 100 مگاهرتز را در نظر بگیرید: طول موج آن حتی با سرعت نور 3 متر است. طول خط انتقال باید بیش از 75 سانتی متر باشد تا طولانی در نظر گرفته شود. با ضریب انقباض 0.66، این طول بحرانی تنها 50 سانتی متر است.

چه زمانی منبع الکتریکیاز طریق یک خط انتقال کوتاه به بار متصل می شود، امپدانس بار غالب است. یعنی وقتی خط کوتاه است، امپدانس مشخصه بر رفتار مدار تأثیر نمی گذارد. ما می توانیم این را هنگام آزمایش یک کابل کواکسیال با اهم متر ببینیم: ما یک شکستگی را می بینیم. اگرچه خط مانند یک مقاومت 50Ω (کابل RG/58U) عمل می کند مدت کوتاهی، پس از این مدت یک صخره را خواهیم دید. از آنجایی که زمان واکنش اهم متر بسیار بیشتر از زمان انتشار سیگنال است، شاهد شکست هستیم. این سرعت انتشار سیگنال بسیار بالا مانع از تشخیص مقاومت تماس 50 اهم با اهم متر می شود.

اگر از کابل کواکسیال برای انتقال جریان DC استفاده کنیم، کابل کوتاه در نظر گرفته می شود و امپدانس مشخصه آن بر عملکرد مدار تاثیری نخواهد داشت. توجه داشته باشید که خط کوتاه هر خطی است که تغییر سیگنال کندتر از انتشار سیگنال در طول خط باشد. تقریباً هر کابل فیزیکی می تواند از نظر امپدانس و امواج بازتابی کوتاه باشد. با استفاده از کابل برای انتقال سیگنال فرکانس بالا، می توان طول خط را به روش های مختلف تخمین زد.

اگر منبع از طریق خطوط انتقال طولانی به بار متصل شود، امپدانس ذاتی بر امپدانس بار غالب می شود. به عبارت دیگر، خط بلند الکتریکی به عنوان جزء اصلی در مدار عمل می کند و خواص آن بر خواص بار غالب است. با یک منبع متصل به یک سر کابل و جریان را به بار منتقل می کند، اما جریان در درجه اول به بار نمی رود، بلکه به خط می رود. هر چه صف طولانی‌تری داشته باشیم، این موضوع بیشتر و بیشتر صادق می‌شود. کابل بی پایان فرضی 50 اهم ما را در نظر بگیرید. مهم نیست چه باری را به انتهای دیگر وصل می کنیم، منبع فقط 50 اهم را می بیند. در این مورد، مقاومت خط تعیین کننده است و مقاومت بار اهمیتی نخواهد داشت.

اکثر روش موثرتأثیر طول خط انتقال را به حداقل برسانید - خط را با مقاومت بارگذاری کنید. اگر امپدانس بار برابر با امپدانس مشخصه باشد، هر منبعی بدون در نظر گرفتن طول خط، امپدانس مشابهی را مشاهده خواهد کرد. بنابراین، طول خط تنها بر تأخیر سیگنال تأثیر می گذارد. با این حال، تطابق کامل بین مقاومت بار و مقاومت موج همیشه ممکن نیست.

بخش بعدی به خطوط انتقال می پردازد، به خصوص زمانی که طول خط کسری از موج باشد.

امیدوارم اصول اولیه فیزیکی کارکرد کابل را برای خود روشن کرده باشید.
متأسفانه فصل بعدی بسیار طولانی است. کتاب در یک نفس خوانده می شود و در نقطه ای باید توقف کرد. برای پست اول فکر کنم کافیه با تشکر از توجه شما.

امپدانس موج

انتشار امواج صوتی در یک محیط

سرعت فاز امواج صوتی فقط به کشش و چگالی محیط و در نتیجه به دما بستگی دارد، اما به فرکانس بستگی ندارد.

که در آن γ شاخص آدیاباتیک است - نسبت ظرفیت گرمایی مولی گاز در فشار ثابت به ظرفیت گرمایی مولی در حجم ثابت، γ = с р / с v. از فرمول (25) بر می آید که u به فشار بستگی ندارد، اما با افزایش دما افزایش می یابد و با افزایش جرم مولی گاز کاهش می یابد. به عنوان مثال، در هوا در t = 0 o C - ، در t = 20 o C - ; در هیدروژن در t = 0 o C - u = 1260 m / s، در t = 20 o C - u = 1305 m / s.

در محیط جامد و مایع، سرعت صوت بیشتر از گازها است. برای آب برابر با 1550 متر بر ثانیه است. تقریباً همین مقدار میانگین سرعت صوت در بافت نرم انسان است. در جامدات، امواج صوتی هم طولی و هم عرضی هستند. سرعت امواج صوتی طولی بیشتر از سرعت امواج عرضی است و 2 ÷ 6 کیلومتر بر ثانیه است.

در رابط بین دو رسانه امواج صوتیتجربه بازتاب و شکست قوانین بازتاب و شکست امواج مکانیکی مشابه قوانین بازتاب و شکست نور است. چگالی محیط و سرعت موج را تغییر دهید. به همین دلیل، توزیع مجدد انرژی بین بخش‌های منعکس شده و شکسته‌شده موج با مقادیر مقاومت‌های موجی رسانه ω 1 = ρ 1 u 1 و ω 2 = ρ 2 u 2 تعیین می‌شود. ضریب نفوذ موج β از متوسط ​​1 تا متوسط ​​2 در بروز معمولی روی سطح مشترک با این رابطه تعیین می شود:

. (26)

از این رابطه می توان دریافت که امواج صوتی به طور کامل، بدون تجربه انعکاس، از محیط 1 به محیط 2 (β = 1) نفوذ می کنند، اگر ρ 1 u 1 = ρ 2 u 2 . اگر ρ 2 u 2 >> ρ 1 u 1 ، آنگاه β<< 1. К примеру, волновые сопротивления воздуха и бетона соответственно равны: 400 кг·м -1 ·с -1 и 4 800 000 кг·м -1 ·с -1 . Расчёт коэффициента проникновения звуковой волны из воздуха в бетон даёт – β = 0,037%.

هر محیط واقعی دارای ویسکوزیته است، در ارتباط با این، با انتشار صدا، میرایی مشاهده می شود، ᴛ.ᴇ. کاهش دامنه ارتعاشات صدا تضعیف ناشی از: جذب انرژی امواج صوتی توسط محیط، ᴛ.ᴇ. تبدیل برگشت ناپذیر انرژی مکانیکی به اشکال دیگر (عمدتاً گرما). انعکاس امواج از سطح مشترک بین لایه های ماده با امپدانس صوتی مختلف. و همچنین پراکندگی بر روی عناصر ریزساختار محیط. این عوامل به ویژه نقش مهمی در انتشار امواج مکانیکی در اجسام بیولوژیکی دارند.

کاهش شدت صدا در هنگام نفوذ به محیط طبق قانون نمایی رخ می دهد:

که در آن I و I 0 شدت موج روی سطح ماده و در عمق است لاز او. ضریب تضعیف برای یک محیط همگن -

که در آن λ طول موج صوتی است. u سرعت آن در محیط داده شده است. ρ چگالی ماده است. η ضریب ویسکوزیته است.

پدیده تضعیف تدریجی صدا در فضاهای بسته (در فرآیند انعکاس های متعدد از دیوارها و سایر موانع) معمولاً نامیده می شود. طنین صدا زمانی که در طی آن شدت صدا به میزان یک میلیون کاهش می یابد (دامنه 1000) معمولاً زمان طنین نامیده می شود. اگر زمان طنین 0.5 - 1.5 ثانیه باشد، اتاق آکوستیک خوبی دارد.

9. ویژگی های حس شنوایی

ارتباط آنها با ویژگی های فیزیکی امواج صوتی

قانون وبر-فکنر

صدا، به عنوان یک موضوع ادراک شنیداری، توسط شخص به صورت ذهنی ارزیابی می شود. آن ها صدا دارای ویژگی های فیزیولوژیکی است که بازتابی از پارامترهای فیزیکی آن است. یکی از وظایف آکوستیک ایجاد یک تطابق بین پارامترهای عینی امواج صوتی و ارزیابی ذهنی حس شنوایی، ĸᴏᴛᴏᴩᴏᴇ است که این امواج در گوش انسان ایجاد می کنند. حل این مشکل امکان قضاوت عینی وضعیت سمعک یک فرد خاص را بر اساس نتایج اندازه گیری های فیزیکی فراهم می کند.

سه ویژگی اساسی در حس شنوایی وجود دارد: زیر و بمی، صدا و بلندی صدا.

فرکانس نوسان یک موج صوتی توسط گوش به صورت تخمین زده می شود گام صدا(گام صدا) . هرچه فرکانس نوسان بالاتر باشد، صدا بیشتر (''' نازک'') درک می شود.

تایمبر- ویژگی های فیزیولوژیکی زنگ های پیچیده. با داشتن فرکانس های اساسی یکسان، ارتعاشات پیچیده می توانند در مجموعه ای از رنگ ها متفاوت باشند. این تفاوت در طیف به عنوان یک تام (رنگ صدا) درک می شود. به عنوان مثال، از طریق تن صدا، به راحتی می توان همان لحن تولید شده در آلات موسیقی مختلف را تشخیص داد.

جلدسطح حس شنوایی (قدرت حس شنوایی) را مشخص می کند. این مقدار ذهنی، مربوط به حساسیت گوش، در درجه اول به شدت و همچنین به فرکانس موج صوتی بستگی دارد. وابستگی بلندی صدا به فرکانس پیچیده است.
میزبانی شده در ref.rf
در یک شدت صدای ثابت (شدت)، حساسیت ابتدا با افزایش فرکانس افزایش می‌یابد و در محدوده فرکانسی 2000 ÷ 3000 هرتز به حداکثر می‌رسد، سپس دوباره کاهش می‌یابد و در 20 کیلوهرتز به صفر می‌رسد. با افزایش سن، توانایی درک ارتعاشات با فرکانس بالا بدتر می شود. در حال حاضر در میانسالی، یک فرد، به عنوان یک قاعده، قادر به درک صداهایی با فرکانس بالای 12-14 کیلوهرتز نیست. وابستگی حساسیت گوش به فرکانس به این معنی است که دامنه شدت هایی که می تواند باعث ایجاد حس شنوایی شود نیز برای فرکانس های مختلف متفاوت خواهد بود (شکل 6). منحنی بالای نمودار مربوط به آستانه درد است. نمودار پایینی منحنی آستانه حجم، ᴛ.ᴇ نامیده می شود. I 0 = f(ν) در سطح حجمی برابر با صفر.

فردی با شنوایی طبیعی تنها در صورتی تغییر در حجم را احساس می کند که شدت موج حدود 26 درصد تغییر کند. در عین حال، هنگام مقایسه دو احساس با شدت متفاوت، تفاوت را کاملاً به تصویر می‌کشد. این ویژگی دروغ است

بر اساس روش اندازه گیری مقایسه ای بلندی صدا. میزان بلندی صدا با مقایسه حس شنوایی از دو منبع صوتی تعیین می شود. در عین حال، قدر مطلق بلندی صدا نیست که تعیین می شود، بلکه نسبت آن با بلندی صدا است که مقدار آن به عنوان اولیه (یا صفر) در نظر گرفته می شود. آن ها سطح بلندی E را تعیین کنید: چقدر صدای داده شده در مقایسه با صدایی که بلندی آن به عنوان صدای اولیه در نظر گرفته می شود بلندتر است. بلندی صدا، مانند سطح شدت، با بل (B) اندازه گیری می شود. در عین حال، 0.1 بایت بلندی صدا معمولاً پس زمینه (پس زمینه) نامیده می شود و نه دسی بل.

هنگام مقایسه بلندی صداها، ما موافقت کردیم که از صدایی با فرکانس 1000 هرتز استفاده کنیم. آن ها حجم یک تن با فرکانس 1000 هرتز به عنوان مرجع برای مقیاس حجم در نظر گرفته می شود. در همان زمان، هزینه های انرژی بیان شده توسط سطح شدت در فرکانس 1000 هرتز از نظر عددی برابر با بلندی صدا است: سطح شدت L = 1B (10 dB) مطابق با بلندی صدای E = 1 B (10 فون) است. سطح شدت L = 2B (20 dB) مربوط به بلندی صدای E = 2 B (20 پس زمینه) و غیره است.

زیرا از آنجایی که محدوده انرژی امواج صوتی به 13 سطح در بل (یا 130 سطح در دسی بل) تقسیم می شود، بر این اساس، مقیاس صدا دارای 13 سطح در بل (یا 130 سطح در فون) خواهد بود.

قانون روانی فیزیکی وبر-فچنر در ریشه ایجاد مقیاس سطح حجم نهفته است. بر اساس این قانون، برای همه انواع احساسات صادق است: اگر شما به طور مداوم قدرت محرک را در پیشرفت هندسی (به همان تعداد بار) افزایش دهید، احساس این تحریک در پیشرفت حسابی افزایش می یابد. به همین مقدار). از نظر ریاضی، این بدان معنی است که بلندی صدا با لگاریتم شدت آن نسبت مستقیم دارد.

اگر یک محرک صوتی با شدت I عمل می کند، بر اساس قانون وبر-فچنر، سطح بلندی E به صورت زیر به سطح شدت مربوط می شود:

E = kL = کیلوگرم، (27)

جایی که I/I 0 قدرت نسبی محرک است، k مقداری ضریب تناسب بسته به فرکانس و شدت است (k = 1 برای فرکانس 1000 هرتز). وابستگی بلندی صدا به شدت و فرکانس نوسان در سیستم اندازه گیری صدا بر اساس داده های تجربی با استفاده از نمودارها (شکل 7) تعیین می شود که به آنها منحنی های بلندی مساوی ᴛ.ᴇ می گویند. I = f(ν) برای

E = const. در مطالعه حدت شنوایی معمولاً یک منحنی صدای صفر به نام ᴛ.ᴇ ساخته می شود. وابستگی آستانه شنوایی به فرکانس - I 0 \u003d f (ν). این منحنی منحنی اصلی در سیستم منحنی‌های مشابه است که برای سطوح مختلف بلندی صدا ساخته شده‌اند، به عنوان مثال، در مراحل 10 پس‌زمینه (شکل 7). این سیستم نمودارها رابطه بین فرکانس، سطح شدت و بلندی صدا را منعکس می کند و همچنین به شما امکان می دهد هر یک از این سه مقدار را در صورت شناخته شدن دو مقدار دیگر تعیین کنید.

مقاومت در برابر موج - مفهوم و انواع. طبقه بندی و ویژگی های رده "مقاومت موج" 2017، 2018.

کابل هممحور. این چیه؟

احتمالاً عباراتی مانند جفت پیچ خورده, سیم محافظو سیگنال فرکانس بالا؟ پس اینجاست کابل هممحور- این تنوع جفت پیچ خورده، اما با مصونیت نویز بسیار بیشتر، مناسب ترین هادی برای سیگنال RF است.

از یک هسته مرکزی (رسانا)، یک لایه محافظ (صفحه نمایش) و دو لایه عایق تشکیل شده است.

عایق داخلی برای عایق کاری عمل می کند هسته مرکزی کابل کواکسیالاز روی صفحه نمایش، خارجی - برای محافظت از کابل در برابر آسیب مکانیکی و عایق الکتریکی.

کابل کواکسیال ضد گیر کردن. علت تداخل

تداخل در کابل غیر کواکسیال چیست؟

ارزش آن را دارد که بلافاصله با موضوع محافظت در برابر تداخل برخورد کنیم. اجازه دهید اصول کلی ماهیت وقوع آنها و تأثیر تداخل در انتقال اطلاعات را تجزیه و تحلیل کنیم.

بنابراین، همه ما می دانیم که برخی از آنها وجود دارد تداخل در خطوط برق. آنها نوسانات و برعکس، از دست دادن ولتاژ اسمی (که باید باشد) در کابل (در سیم) هستند. در نمودار (وابستگی ولتاژ کابل به زمان)، تداخل به صورت زیر است:

تداخل توسط میدان های الکترومغناطیسی از سیگنال ها و کابل های دیگر ایجاد می شود. همانطور که از درس فیزیک مدرسه می دانیم، الکتریسیته دارای دو جزء است - الکتریکی و مغناطیسی. اولی جریان جریان از طریق هادی و دومی میدان الکترومغناطیسی است که جریان را ایجاد می کند.

میدان الکترومغناطیسی در یک محیط به شکل یک کره تا بی نهایت منتشر می شود. عبور بدون محافظت از تداخل (کواکسیال نیست)کابل، یک سیگنال الکترومغناطیسی بر مؤلفه مغناطیسی سیگنال الکتریکی در کابل تأثیر می گذارد و باعث تداخل در آن می شود و ولتاژ سیگنال را از اسمی منحرف می کند.

تصور کنید که ما در حال پردازش (خواندن) یک سیگنال 10 ولتی با فرکانس ساعت مشخص، به عنوان مثال، 1 هرتز هستیم. این بدان معنی است که ما فوراً در هر ثانیه قرائت های ولتاژ خط را حذف می کنیم. اگر دقیقاً در لحظه خواندن، تداخل به شدت ولتاژ را رد کند، مثلاً از 10 ولت به 7.4 ولت چه اتفاقی می‌افتد؟ درست است، اشتباه، ما اطلاعات نادرست در نظر می گیریم! بیایید این نکته را توضیح دهیم:

اما باید به یاد داشته باشیم که ولتاژ را از کیس (یا از منفی) اندازه می گیریم. و ترفند این است که در الکترونیک رادیویی (در الکترونیک سیگنال های فرکانس بالا) دقیقا تداخل فرکانس بالاو این در واقع حقیقت است: در لحظه ای که تداخل عمل می کند هسته مرکزی کابل کواکسیال، همین تداخل در مورد نیز صدق می کند محافظ کابل کواکسیالو ولتاژ از روی کیس (که به صفحه متصل است) اندازه گیری می شود، بنابراین اختلاف پتانسیل بین صفحه نمایش بخشی از کابل کواکسیالو سیاهرگ مرکزی آن بدون تغییر باقی می ماند.

بنابراین، وظیفه اصلی در محافظت در برابر تداخل در هنگام انتقال سیگنال، نگه داشتن لایه یا سیم صفحه نمایش تا حد امکان نزدیک به مرکز و همیشه در همان فاصله است.

چه چیزی محافظت بهتری در برابر تداخل الکترومغناطیسی دارد - جفت تابیده یا کابل کواکسیال؟

بیایید بلافاصله به سؤال پاسخ دهیم. کابل کواکسیال از تداخل محافظت می کندبهتر از جفت پیچ خورده.

که در جفت پیچ خوردهدو سیم به هم پیچیده شده و از یکدیگر عایق شده اند. سیم مثبت هنگامی که خم می شود می تواند به اندازه کسری از میلی متر از سیم منفی دور شود، که در واقع، مثبت را از بدنه دور می کند. علاوه بر این، هسته های سیم های مثبت و منفی خود به دلیل عایق بودن، از قبل شکاف خاصی بین خود دارند. تداخل ممکن است از بین برود، اما احتمال آن بسیار کم است.

که در لایه محافظ کابل کواکسیالدر یک دایره، به طور کامل رگ مرکزی را در بر می گیرد. تداخل به هیچ وجه نمی تواند از هسته مرکزی عبور کند و صفحه کواکس را دور بزند. علاوه بر این، کیفیت موادی که کابل کواکسیال از آن ساخته شده است، مطابق با الزامات استاندارد دولتی، از کیفیت مواد برای جفت پیچ خورده. نقطه.

امپدانس موج کابل های کواکسیال

امپدانس موج

اصلی مشخصه کابل کواکسیال - امپدانس مشخصه. به طور کلی، این یک مقدار است که میرایی را مشخص می کند دامنه سیگنال در کابل کواکسیالدر هر 1 متر دویدن

از بیان ضریب ولتاژ سیگنال به دست می آید، از طریق کابل کواکسیال منتقل می شودتقسیم بر جاریکه در آن ولتاژ در کابل کواکسیال، با اهم اندازه گیری می شود.

اما مهمتر از همه، به یاد داشته باشید که چه چیزی را مشخص می کند - تضعیف سیگنال ارسال شده. این ماهیت امپدانس کابل های کواکسیال است. کاهش دامنه ولتاژ و جریان - تضعیف سیگنال وجود دارد.

برای فرو رفتن در امپدانس مشخصه کابل های کواکسیالعمیق تر، شما باید مفاهیم مختلفی را در مورد تئوری امواج الکترومغناطیسی بدانید، مانند دامنه بدون میرایی، مقاومت فعال در واحد طول، ضریب تضعیف. امواج الکترومغناطیسی در یک موجبر کواکسیالچندین کمیت الکتریکی ثابت، سپس چند نمودار موج انتگرال بسازید و بفهمید که بالاخره 77 اهم برای تلویزیون شوروی ایده آل است، 30 اهم برای همه چیز به جز تلویزیون شوروی ایده آل است، و 50 اهم میانگین طلایی بین تلویزیون شوروی، کواکسیال است. کابل و هر چیز دیگر!

اما بهتر است - اصل را به خاطر بسپارید و بقیه - حرف من را قبول کنید)

استانداردهای امپدانس موج برای کابل های کواکسیال:

50 اهم رایج ترین استاندارد کابل کواکسیال. ویژگی های بهینه از نظر قدرت سیگنال ارسالی، ایزولاسیون الکتریکی (به علاوه از منفی)، حداقل تلفات سیگنال در طول انتقال سیگنال رادیویی.

75 اهم این به طور گسترده ای در اتحاد جماهیر شوروی از نظر انتقال سیگنال های تلویزیونی و ویدئویی توزیع شد و به طور قابل توجهی برای این اهداف مناسب است.

100 اهم، 150 اهم، 200 اهم. آنها به ندرت در کارهای بسیار تخصصی استفاده می شوند.

همچنین ویژگی های مهم عبارتند از:

• قابلیت ارتجاعی؛
• سختی؛
• قطر عایق داخلی؛
• نوع صفحه نمایش؛
• فلز رسانا؛
• درجه غربالگری

آیا هیچ سوالی دارید؟ در نظرات بنویسید) ما پاسخ خواهیم داد!

ویژگی های انتشار اولتراسوند در بافت های بدن انسان.

محدوده فرکانس.

گوش انسان ارتعاشات الاستیک محیط را فقط به صورت محدود درک می کند

تقسیم به سونوگرافی، صوت و مادون صوت مشروط است. این تقسیم بر اساس ملک است

امواج مادون صوت با فرکانس کمتر از حد پایین صدای قابل شنیدن.

اما در ماهیت خود امواج اولتراسونیک با امواج صوتی تفاوتی ندارند و همچنین

حد صدای قابل شنیدن

از نظر فیزیکی، بدن انسان یک محیط ناهمگن با نواحی با چگالی و خواص صوتی متفاوت است که توسط سطوح فاز به نواحی مختلف جدا شده است.

هنگامی که سونوگرافی از بدن انسان عبور می کند، ویژگی های زیر وجود دارد:

1) سرعت سونوگرافی در بافت های بدن انسان به نوع بافت و محیط بافت بستگی دارد. مقادیر آن (m/s) برای بافت های فردی به شرح زیر است:

کبد 1570

2) بافت های بدن انسان به شدت سونوگرافی را پراکنده و منعکس می کنند. دلیل آن عدم تجانس مورفولوژیکی بافت ها، وجود رابط های متعدد است.
تفاوت امپدانس آکوستیک مثلا آکوستیک
مقاومت جمجمه و خون 3.5 برابر متفاوت است.

3) در بافت های بدن انسان تضعیف شدید موج اولتراسونیک به دلیل جذب آن اتفاق می افتد. مثال: ضریب جذب جمجمه 14 برابر ضریب جذب مغز است.

امپدانس موج - مقاومتی که یک موج الکترومغناطیسی هنگام انتشار در امتداد یک خط یکنواخت بدون بازتاب با آن مواجه می شود:

جایی که U p و I p - ولتاژ و جریان موج فرودی.

U از و من از - همان موج منعکس شده.

بنابراین، بزرگی مقاومت موج به طول خط کابل بستگی ندارد و در هر نقطه از مدار ثابت است.

به طور کلی مقاومت موج یک کمیت پیچیده است و می توان آن را بر حسب قسمت های واقعی و خیالی بیان کرد:

روی میز. 3-1 فرمول هایی را برای محاسبه Z در α θβ نشان می دهد.

امپدانس مشخصه یک کابل کواکسیال یا جامد در یک غلاف فلزی

برای مواد عایق، که در آنها گذردهی تقریبا مستقل از فرکانس است،

که در آن 3335.8 یک ثابت است که توسط IEC پذیرفته شده است؛ ضریب کوتاه کننده طول موج است.

هنگام طراحی کابل های فرکانس رادیویی، هدف به دست آوردن یک طراحی بهینه است که عملکرد الکتریکی بالایی را با کمترین مصرف مواد ارائه دهد. بنابراین، برای مثال، هنگام استفاده از مس برای هادی های داخلی و خارجی یک کابل RF، حداقل تضعیف در نسبت به دست می آید. ، اهم، حداکثر قدرت دی الکتریک - در ، اهم و حداکثر توان ارسالی - در ، اهم

دقت و پایداری پارامترهای کابل به اندازه تلرانس قطر هادی های داخلی و خارجی و پایداری ε بستگی دارد.

وابستگی امپدانس موج یک کابل متعادل به فرکانس در شکل نشان داده شده است. 3-7. مدول امپدانس موج Z B با تغییر فرکانس از f = 0 به کاهش می یابد و در کل منطقه فرکانس بالا بدون تغییر باقی می ماند. زاویه امپدانس در f = 0 و در فرکانس های بالا صفر است. در فرکانس های تونی (f ≈ 800 هرتز)، زاویه امپدانس موج بزرگترین است. در خطوط کابل، جزء خازنی مقاومت موج غالب است و بنابراین زاویه مقاومت موج همیشه منفی است و از قدر 45 درجه تجاوز نمی کند.

در یک خط کابل که از نظر مشخصات الکتریکی در سراسر ژنراتور تا گیرنده یکنواخت است، با باری در انتهای آن که مقاومتی برابر با مقاومت موج دارد (Z r \u003d Z n \u003d Z B)، تمام انرژی الکترومغناطیسی منتقل شده است. به طور کامل توسط گیرنده بدون بازتاب جذب می شود.

در خطوط ناهمگن و با بارهای ناسازگار، امواج منعکس شده در نقاط ناهماهنگی الکتریکی به وجود می آیند و بخشی از انرژی به ابتدای خط باز می گردد. انرژی منتقل شده با یک بار بی همتا بسیار کمتر از یک بار منطبق است.

امواج منعکس شده پاسخ فرکانسی امپدانس خود کابل را تحریف می کند. در این حالت، در ورودی خط، موج نیست، اما امپدانس ورودی Z در است.

نسبت بین انرژی عرضه شده به گیرنده و انرژی بازتاب شده به مقاومت گیرنده Z B و موج Z B بستگی دارد و با ضریب بازتاب مشخص می شود.

با یک بار منطبق (Z n \u003d Z c)، ضریب انعکاس صفر است و انرژی کاملاً توسط گیرنده جذب می شود. در صورت اتصال کوتاه (Z p \u003d 0) و حالت بیکار (Z n \u003d ∞)، ضرایب بازتاب به ترتیب - 1 و + 1 است.

برای اطمینان از کیفیت خوب ارتباط و انتقال تلویزیون از طریق کابل کواکسیال، لازم است که انحراف مقاومت موج ΔZ از 0.45 اهم تجاوز نکند که با ضریب بازتاب مطابقت دارد.

در نتیجه تغییر شکل ها یا وجود گریز از مرکز در محل هادی داخلی نسبت به هادی خارجی، پارامترهای کابل ممکن است به طور ناموزون در طول آن توزیع شود. در مکان های ناهمگن، انحراف مقاومت موج از اسمی رخ می دهد.

امپدانس مشخصه کابل های مارپیچ (کابل های تاخیری)

امپدانس موج کابل های دو هم محور (با صفحه های جداگانه روی عایق) با استفاده از فرمول های کابل های کواکسیال محاسبه می شود. برابر است با مجموع امپدانس های موج هر دو کابل.

امپدانس موج یک کابل متقارن در محدوده فرکانس f = 15000 کیلوهرتز و بالاتر:

بدون محافظ

سپر شده

مقاومت ورودی Z در مقاومت ورودی خط برای هر مقاومت بار در انتهای آن است و با نسبت ولتاژ بیان می شود. U 0 به جریان I o در ابتدای خط:

جایی که .

جدول 3 - 1

فرمول های تقریبی برای محاسبه پارامترهای انتقال ثانویه کابل های ارتباطی

محدوده فرمول ها	رابطه بین R و ωL	فرمول های محاسباتی
α، نپ/کیلومتر	β، راد/کیلومتر	Z در، اهم
جریان DC (f = 0)	ωL = 0
فرکانس های تن (f< 800 гц)
کابل های فرکانس بالا و اندوکتانس بالا
فرکانس های متوسط

امپدانس موج

در آکوستیک، در یک محیط گازی یا مایع - نسبت فشار صدا آردر یک موج هواپیمای مسافرتی (نگاه کنید به امواج) به سرعت vنوسانات ذرات محیط در مقابل. درجه صلبیت محیط (یعنی توانایی محیط برای مقاومت در برابر شکل گیری تغییر شکل ها) را در حالت موج سیر مشخص می کند. در مقابل. به شکل موج بستگی ندارد و با فرمول بیان می شود: p/v= ρ ج، جایی که ρ چگالی محیط است، با -سرعت صدا در مقابل. امپدانس متوسط ​​آکوستیک برای امواج صفحه است. اصطلاح "B. با." معرفی شده با قیاس با V.s. در تئوری خطوط الکتریکی؛ در این حالت، فشار مربوط به ولتاژ و سرعت جابجایی ذرات مربوط به جریان الکتریکی است.

در مقابل. - مهمترین مشخصه محیط است که شرایط انعکاس و شکست امواج را در مرز آن تعیین می کند. در مورد بروز معمولی یک موج مسطح در سطح مشترک بین دو رسانه، ضریب بازتاب فقط با نسبت V.s تعیین می شود. این محیط ها؛ اگر V. s. رسانه ها برابر هستند، سپس موج بدون بازتاب از مرز عبور می کند. مفهوم V. با. همچنین می توان برای یک جسم صلب (برای امواج الاستیک طولی و عرضی در یک جسم جامد نامحدود و برای امواج طولی در یک میله) با تعیین V. s استفاده کرد. به عنوان نسبت تنش مکانیکی مربوطه (نگاه کنید به تنش)، با علامت مخالف، به سرعت ذرات محیط.

انعکاس- فرآیند فیزیکی برهمکنش امواج یا ذرات با سطح، تغییر جهت جبهه موج در مرز دو محیط با خواص مختلف، که در آن جبهه موج به محیطی که از آن آمده باز می گردد. همزمان با انعکاس امواج در سطح مشترک بین رسانه ها، به عنوان یک قاعده، شکست امواج رخ می دهد (به استثنای موارد بازتاب داخلی کلی).

در آکوستیک بازتاب عامل اکو است و در سونار استفاده می شود. در زمین شناسی نقش مهمی در مطالعه امواج لرزه ای ایفا می کند. انعکاس در امواج سطحی در آب مشاهده می شود. انعکاس با بسیاری از انواع امواج الکترومغناطیسی، نه تنها برای نور مرئی، مشاهده می شود. انعکاس امواج رادیویی VHF و فرکانس بالاتر برای انتقال رادیویی و رادار ضروری است. حتی اشعه ایکس سخت و اشعه گاما را می توان در زوایای کوچک به سطح توسط آینه های ساخته شده خاص منعکس کرد. در پزشکی، انعکاس اولتراسوند در سطح مشترک بین بافت ها و اندام ها در تشخیص اولتراسوند استفاده می شود.

از نظر کمی، ضریب انعکاس برابر است با نسبت شار تابشی منعکس شده توسط بدن به شار وارد شده بر روی بدن:

مجموع ضریب بازتاب و ضرایب جذب، انتقال و پراکندگی برابر با یک است. این جمله از قانون بقای انرژی ناشی می شود.

در مواردی که طیف تابش فرودی آنقدر باریک است که می توان آن را تک رنگ در نظر گرفت، صحبت از تک رنگضریب بازتاب اگر طیف تابش تابیده شده روی بدن گسترده باشد، گاهی اوقات ضریب بازتاب مربوطه نامیده می شود انتگرال.

در حالت کلی، مقدار ضریب بازتاب یک جسم هم به خواص خود جسم و هم به زاویه تابش، ترکیب طیفی و قطبش تابش بستگی دارد. با توجه به وابستگی ضریب انعکاس سطح بدن به طول موج نوری که بر روی آن فرو می‌رود، بدن از نظر بصری به صورت رنگ‌آمیزی در یک رنگ یا رنگ دیگر درک می‌شود.

1. پرتو فرود، پرتو بازتاب شده و عمود بر نقطه تابش در یک صفحه قرار دارند.

2. زاویه تابش برابر با زاویه بازتاب است

استروکوف آندری.

بنابراین، دومین مقاله از مجموعه، که من بارها به آن اشاره کرده ام. امروز سعی خواهم کرد چند نکته کلیدی را در ذهن خوانندگان قرار دهم که بدون آنها زندگی در جهان غیرممکن است. تا اینجا، من در مورد تطبیق، تطبیق بار صحبت کرده ام. او چیزی در مورد عرض خط ذکر کرد که به نظر می رسد باید کاملاً مشخص شود. وقت آن است که نقطه ها را نقطه گذاری کنید. شما به یک بطری پلاستیکی و قیچی، یک جفت سیم بی پایان و کمی صبر نیاز دارید، زیر برش خوش آمدید!

از راه دور برویم
بیایید یک ژنراتور با مقاومت داخلی R. و بار R1 را به آن وصل کنیم. چنین طرح مشترک.

سوال اینجاست که این طرح چقدر موثر است؟ در چه مقاومتی در بار می توانید حداکثر توان را بدست آورید؟

چند محاسبه:

برای بدست آوردن حداکثر توان، مشتق را به خاطر بسپارید و برابر با صفر کنید.

و اکنون ما آن را دریافت می کنیم حداکثر توان زمانی که R = R1 آزاد می شود. در این مورد گفته می شود که سیستم بار ژنراتور مطابقت دارد.

خب، حالا بیایید ترفندها. ما فرکانس بالایی را به مدار خود تغذیه می کنیم. آخرین بار دیدیم که در قسمت های مختلف خط ولتاژ می تواند کاملاً متفاوت باشد. بنابراین بیایید بگوییم که نمودار ما به این صورت است:

بله، فعلاً گره های آنتی گره را فراموش کنید، هیچ امواج ایستاده ای وجود ندارد، ما فقط یک حادثه را در نظر می گیریم. در هر صورت، قانون اهم "روی پیشانی" را دیگر نمی توان در این تصویر اعمال کرد. آن وقت است که چنین مشکلاتی شروع می شود، پس ما با آن دست و پنجه نرم می کنیم خط طولانی. در عین حال، ما می توانیم شکاف لحیم کاری و خازن های 1206 خود را به یاد بیاوریم که در برخی فرکانس ها به طور تصادفی شروع به رفتار می کنند، دوباره به دلیل این واقعیت است که ابعاد آن با طول موج قابل مقایسه است و انواع حلقه ها، امواج ایستاده و رزونانس ها در آنجا ظاهر می شوند. همه اینها نام دارد دستگاه هایی با پارامترهای توزیع شده. معمولاً در مورد پارامترهای توزیع شده صحبت می کنند، زمانی که ابعاد عناصر حداقل 10 برابر بزرگتر از طول موج باشد.
پس با طرح واره خود چه کنیم؟ آخرین بار در مورد طول خطوط بدون دست زدن به پارامترهای دیگر صحبت کردیم. وقت آن رسیده که این سوء تفاهم را اصلاح کنیم.
تصور کنید که یک ژنراتور (یا یک مرحله خروجی، برای مثال) در حال پمپاژ نیرو به خط است. هیچ موج بازتابی وجود ندارد (هنوز)، ژنراتور ما اصلاً نمی داند چه چیزی در آن طرف خط پمپاژ می کند. مثل این است که یک بلندگو را بگیرید، آن را به لوله بیاورید و امواج صوتی به داخل لوله می روند.

پارامترهای چنین سیستمی را می توان به روش های مختلفی تعریف کرد. امکان تعیین جریان و ولتاژ (هنوز مشخص نیست) وجود دارد. و می توانید توان (ضرب جریان و ولتاژ) و نسبت جریان به ولتاژ را در خط تعیین کنید. آخرین مقدار به معنای مقاومت است. به آن مقاومت موج می گویند. و این مقدار برای یک خط خاص (و به طور دقیق در یک فرکانس خاص) همیشه یکسان است، به ژنراتور بستگی ندارد.
اگر با مقداری Z داده شده یک خط بی نهایت بگیرید (معمولاً امپدانس موج نشان داده می شود) و مولتی متر خود را به آن وصل کنید، این مقاومت را نشان می دهد. اگرچه، به نظر می رسد، فقط چند سیم است. اما اگر این جفت نهایی باشد، همانطور که معمولاً در زندگی ما اتفاق می افتد، یک انعکاس در انتهای خط وجود خواهد داشت، یک موج ایستاده. بنابراین، مولتی متر شما مقاومت نامتناهی نشان می دهد (در اصل یک پادنود خواهد بود).

بنابراین، یک موج در طول خط در حال اجرا است. امپدانس موج خط تغییر نمی کند (این را می گویند خط منظم است) نسبت ولتاژ به جریان یکسان است. و اکنون - بنگ! - پرش مقاومت خط.

از آنجایی که بیشتر رابطه بین جریان و ولتاژ متفاوت خواهد بود، جریان "اضافی" یا جریان مفقود در نقطه پرش یک موج منعکس شده را تشکیل می دهد. برای درک دقیق تر فرآیند، نوشتن معادلات تلگراف برای یک نقطه خوب است، اما برای شروع کافی است به یاد داشته باشید که
وقتی از XX منعکس می شود، فاز تغییر نمی کند
هنگامی که از یک اتصال کوتاه منعکس می شود، فاز 180 درجه معکوس می شود

خوب، در مورد اتصال خط به بار باید گفت. در اصل، بار را می توان به عنوان یک خط بی نهایت با امپدانس مشخصه برابر با امپدانس بار در نظر گرفت. آخرین نمونه با مولتی متر، فکر می کنم، این را به وضوح برای کسانی که در ابتدای پست یک سیم بی پایان تهیه کرده اند، نشان می دهد. بنابراین اگر مقاومت بار برابر با مقاومت خط باشد، سیستم مطابقت دارد، چیزی منعکس نمی شود، SWR برابر با یک است. خوب، اگر مقاومت ها متفاوت باشد، تمام استدلال های بالا در مورد بازتاب درست است.
در واقع، آخرین باری که اتصال کوتاه و XX را در نظر گرفتیم، می توان به این موارد به عنوان بارهایی با مقاومت صفر یا بی نهایت نگاه کرد.

با استفاده از بازتاب مجدد در پرش امپدانس موج و خطوط با امپدانس موج متفاوت، می توانید چیزهای مختلفی را در مایکروویو دریافت کنید. ما باید در مورد نمودار اسمیت و امپدانس موج پیچیده صحبت کنیم، این امروز نیست. من فقط چند مثال می زنم:
1. اگر یک پاره خط طول موج نصف داشته باشد، امپدانس آن مهم نیست. امپدانس موج در ورودی برابر با امپدانس موج در خروجی است.

2. برای قطعه ای از یک چهارم موج با امپدانس موج خط Z، امپدانس موج در ورودی با فرمول محاسبه می شود.

به این ترتیب می توانید خطوطی را با امپدانس موج های مختلف در یک محدوده باریک (که در آن یک-سه-پنج-... چهارم طول موج مطابق با طول حلقه است) مطابقت دهید.

حالا بیایید نگاهی دقیق تر به خط انتقال بیندازیم.