समाप्ति का क्या और क्यों?


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मैं इलेक्ट्रॉनिक्स के लिए नया हूं, और समझ में नहीं आता कि समाप्ति क्या है और इसकी आवश्यकता क्यों है, विशेष रूप से डिजिटल संचार में।

धन्यवाद



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इस पर एक बहुत ही अच्छा वीडियो बेल लेबोरेटरीज की वेव बिहेवियर की समानताएं हैं । वह प्रतिबिंब, समाप्ति और प्रतिबाधा परिवर्तनों को प्रदर्शित करने के लिए यांत्रिक तरंगों का उपयोग करता है।
akohlsmith

जवाबों:


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हो सकता है, एक अधिक मैकेनिक स्पष्टीकरण समझने में मदद करता है:

कल्पना कीजिए कि आपके पास एक लंबी रस्सी है, जिसका एक छोर दीवार से सटा हुआ है, दूसरा छोर आपके पास है। ऊपर की ओर एक छोटे स्ट्रोक से, आप रस्सी के सहारे यात्रा कर सकते हैं:

http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physing1/node52.html

( http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physing1/node52.html से )

अब, ऐसा क्यों है? कल्पना करें कि रस्सी में कई छोटे टुकड़े होते हैं, प्रत्येक अगले पर एक बल लागू होता है और इसलिए अपने पड़ोसियों से खुद पर एक बल का सामना करता है। चलो ऊर्ध्वाधर बलों पर ध्यान केंद्रित करते हैं और कहते हैं कि बल टुकड़े के बीच लंबवत दूरी पर रैखिक रूप से निर्भर करता है। यहां पड़ोसियों से बलों को दिखाने वाला एक भूखंड है और उन लोगों का योग है जो फ़ॉरेस्ट (यानी दिशा और त्वरण की ताकत) हैं। लहर को बाएं से दाएं जाना चाहिए:

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जैसा कि आप देख सकते हैं, टुकड़ा 15 एक ऊपर की ओर बल का सामना करता है और इसलिए ऊपर की तरफ त्वरित होता है। टुकड़ा नं। 14 एक ही बल नीचे की ओर, साथ ही एक बड़ी संख्या ऊपर से बल 13 और इतने पर सामना करता है।

अंत में, अनुगामी किनारे (5, 6, 7) पर टुकड़े नीचे की ओर बढ़ रहे हैं, लेकिन ऊपर की ओर तेज हो जाते हैं, जब तक कि वे आराम नहीं करते।

दीवार पर क्या होता है?

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टुकड़ा 13 स्थानांतरित नहीं हो सकता है, और कण 12 की बड़ी ऊर्ध्वाधर दूरी के कारण, कोई भी 12 एक बहुत मजबूत नीचे की ओर का सामना नहीं करता है। यह नीचे की ओर मुक्का मारा जाता है, और अंत में, आप एक क्षैतिज रूप से फ़्लिप की हुई लहर को पीछे की ओर यात्रा करते हुए प्राप्त करते हैं।

क्या होगा अगर रस्सी बिल्कुल तय नहीं है?

छवि रस्सी को टुकड़ा 12 और 13. के बीच काटा जाता है। अंतिम आकृति के लिए, इसका मतलब है कि कोई भी 12 केवल ऊपर की ओर बल नहीं देता है। अंत में, यह व्हिप की नोक की तरह लहर की अधिकतम से अधिक हो जाएगा, और एक नई उत्पन्न करेगा, कि रस्सी की तरफ पीछे की ओर यात्रा करते हुए लहर गई।

यदि आपका दोस्त दूसरा छोर रखता है तो क्या होगा?

खैर, आमतौर पर, लहर सिर्फ आपके दोस्त द्वारा अवशोषित की जाती है, जैसे कि रस्सी उसके पीछे जारी रहती है। इसका कारण यह है कि वह दीवार के रूप में तय नहीं करता है, लेकिन यह भी उतना ढीला नहीं है जितना कि कुछ भी नहीं था।

ध्यान दें कि लहर की गति उसके वजन के साथ-साथ तनाव पर भी निर्भर करती है। ऐसा इसलिए है क्योंकि तनाव यहाँ वर्णित बलों की उत्पत्ति है।

इलेक्ट्रॉनिक्स के साथ इसका क्या संबंध है?

अंत में, संकेत प्रसार रस्सी पर तरंग के प्रसार के समान है। यदि आप जीएनडी को सिग्नल लाइन के अंत को छोटा करते हैं, तो आप इसे दीवार की तरह एक निश्चित क्षमता पर रखते हैं, और सिग्नल के किनारे को विभिन्न आयामों के साथ दर्शाया जाएगा। यदि अंत कुछ से जुड़ा नहीं है, तो संकेत किनारों को आयाम के समान संकेत के साथ परिलक्षित किया जाएगा। आप जीएनडी को सिग्नल को एक प्रतिरोधक के माध्यम से जोड़कर प्रतिबिंब को रोक सकते हैं, अपने दोस्त की तरह। यह स्पष्ट है कि बहुत अधिक प्रतिरोध एक ओपन सिग्नल लाइन की तरह है, और बहुत कम प्रतिरोध जीएनडी के लिए एक शॉर्ट की तरह है, इसलिए आपको रोकने वाले को सटीक मान से मिलान करने की आवश्यकता है जहां यह सिग्नल को अवशोषित करता है।

अंत में, बाहर जाओ और रस्सी के साथ इस सामान की कोशिश करो। हो सकता है, आप अपने दोस्त को रस्सी को हमेशा की तरह अधिक तंग या ढीली रखने के लिए कह सकते हैं, लेकिन स्वाभाविक रूप से, लोग रस्सी के प्रतिबाधा से काफी मेल खाते हैं।


संपादित करें:

कल इसके लिए खोज की, लेकिन यह नहीं मिला। यहाँ स्कोप जेनरेटर के साथ-साथ एक लम्बी केबल से जुड़े स्कोप के चित्र हैं, जो https://hohlerde.org/rauch/elektronik/kleines/kabelradar/index.de.html से चुराए गए हैं :

केबल के अंत में शॉर्ट-सर्किट, आपको एक फ़्लिप प्रतिबिंब मिलता है:

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एक ओपन एंडेड केबल के लिए, आपको एक ईमानदार प्रतिबिंब मिलता है:

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सही समाप्ति के साथ, कोई प्रतिबिंब नहीं है। हालाँकि, समाप्ति थोड़ी बहुत मजबूत है, क्योंकि आप अभी भी नीचे की ओर थोड़ा डुबकी लगाते हैं।

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वैसे, प्रतिबिंब लगभग 20ns के बाद आता है, इसलिए प्रति दिशा 10ns। प्रकाश की 75% गति पर, यह लगभग 2.2 मीटर की केबल लंबाई में बदल जाता है।


EDIT2:

मुझे एक सिमुलेशन लिखने में कुछ मज़ा आया। ऊपर के रूप में, रस्सी को कई टुकड़ों में विभाजित किया जाता है, और प्रत्येक टुकड़े पर ऊर्ध्वाधर बल को उसके ऊर्ध्वाधर दूरी से उसके प्रत्यक्ष पड़ोसियों तक निर्धारित किया जाता है। यह रहा:

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बहुत बहुत धन्यवाद। मुझे सभी उत्तर पसंद हैं लेकिन मैंने उन्हें अच्छी तरह से समझा, केवल आपके स्पष्टीकरण को पढ़ने के बाद।
सुमित

गुंजाइश चित्रों के लिए धन्यवाद। क्या आप जानते हैं कि डिजिटल संचार को समझने के लिए सभी मूल बातें कहां से शुरू करें। सादर
सुमित

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यहाँ अंत में मुझे टर्मिनेशन और रिफ्लेक्शन को समझने में क्या मदद मिली: मान लीजिए कि आपके पास वास्तव में, बहुत लंबी समाक्षीय केबल है, जिसमें एक साथ बहुत कम छोर हैं। यदि आप इसके माध्यम से करंट लगाते हैं, तो वोल्टेज क्या होगा?

क्योंकि केबल छोर पर छोटा है, तो आप वोल्टेज 0. के पास रहने की उम्मीद करेंगे। लेकिन, दूर का रास्ता बहुत लंबा है - अगर वोल्टेज तुरंत 0 वोल्ट था, तो हम प्रकाश की तुलना में तेजी से संचार करेंगे! इसके बजाय, सिग्नल को केबल को शॉर्ट तक फैलाना होता है, फिर हमारे अंत में शॉर्ट को देखने से पहले, वापस पास के अंत में वापस आ जाता है। यह एक प्रतिबिंब है।

प्रतिबिंब आने से पहले के समय में सिग्नल कैसा दिखता है? खैर, केबल में नॉनज़ेरो प्रतिरोध होता है, और नॉनज़ेरो कैपेसिटेंस - विद्युत रूप से, यह श्रृंखला प्रेरकों और शंट कैपेसिटर के लंबे अनुक्रम की तरह है - और यह सिग्नल प्रसार के रूप में इसे हमारे वर्तमान स्रोत से चार्ज करने का कारण होगा। विद्युत रूप से, यह एक प्रतिरोध जैसा दिखता है - इसे विशेषता प्रतिबाधा कहा जाता है। 50 ओम समाक्षीय केबल का एक असीम लंबा टुकड़ा बिल्कुल एक 50 ओम रोकनेवाला की तरह दिखेगा, विद्युत रूप से। एक छोटा एक 50 ओम अवरोधक की तरह दिखता है इस अवधि के दौरान सिग्नल केबल के नीचे प्रचारित कर रहा है।

हमारे काल्पनिक परिदृश्य में, फिर, अंत में एक छोटी के साथ एक लंबी केबल पर वर्तमान को लागू करना, वोल्टेज तरंग एक छोटी चोटी (वर्तमान के समान वोल्टेज के साथ दिखाई देगी * विशेषता_परिवर्तन) 0 वोल्ट (वापसी) के बाद। यदि केबल का दूसरा छोर एक खुला सर्किट था, तो यह एक उच्च वोल्टेज (हमारे वर्तमान स्रोत के अधिकतम वोल्टेज द्वारा निर्धारित) के बाद एक छोटी चोटी की तरह दिखेगा।

मान लीजिए हम कोई प्रतिबिंब नहीं चाहते थे। यदि हम एक ऐसे अवरोधक के साथ कोक्स को समाप्त करते हैं जिसका केबल की विशेषता प्रतिबाधा के समान मूल्य है, तो हम हल कर रहे हैं! कोक 50 ओम अवरोधक की तरह दिखता है जबकि संकेत प्रचारित होता है, और प्रसार समाप्त होने के बाद भी 50 ओम अवरोधक की तरह दिखता है - क्योंकि हमने इसे दूर के अंत में एक से जोड़ा है। यह समाप्ति है।


ट्रांसमिशन लाइनें (निश्चित रूप से आदर्श वाले) सामान्य रूप से श्रृंखला प्रेरण और शंट कैपेसिटेंस के उत्तरार्द्ध द्वारा दर्शाए जाते हैं । हानिपूर्ण रेखाओं (यथार्थवादी वाले) में, सीढ़ी में श्रृंखला प्रतिरोध और शंट चालन भी होते हैं। क्योंकि यह एक सीरीज़ इंडक्शन है, कम आवृत्तियों पर एक बहुत लंबी केबल 50Ohm रोकनेवाला की तरह नहीं दिखती है, यह केबल श्रृंखला के प्रतिरोध को जो भी दिखता है। उच्च आवृत्तियों पर यह 50Ohm जैसा दिखता है।
टॉम कारपेंटर

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@TomCarpenter अधिष्ठापन पर अच्छा बिंदु, मैंने तय किया है। मेरा मानना ​​है कि मेरी पोस्ट आवृत्ति के मुद्दे को संबोधित करती है - मैंने कहा कि यह केवल 50 ओम प्रतिरोध जैसा दिखता है, जबकि सिग्नल प्रचारित होता है।
निक जॉनसन

मुझे यह वीडियो जानकारीपूर्ण लगी।
user253751

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समाप्ति की आवश्यकता तब होती है जब आप ट्रांसमिशन लाइनों और (अपेक्षाकृत) उच्च आवृत्ति संकेतों के साथ काम कर रहे होते हैं। ट्रांसमिशन लाइनों में यात्रा करने वाले सिग्नल वास्तव में एक विद्युत चुम्बकीय तरंग के रूप में यात्रा करते हैं, और यह लहर प्रतिबाधा में परिवर्तन के कारण लाइन में किसी भी असंतुलन से परिलक्षित हो सकती है। यह सटीक प्रभाव है जो पानी के एक पूल या कांच के टुकड़े को प्रतिबिंबित करने का कारण बनता है। टर्मिनेशन से तात्पर्य एक ट्रांसमिशन लाइन के अंत में रेसिस्टर को जोड़ने से है जो लाइन से नीचे जाने वाले सिग्नल को अवशोषित करने और प्रतिबिंबों को रोकने के लिए है। समापन रोकनेवाला को लाइन प्रतिबाधा से मेल खाना चाहिए ताकि एक असंतोष और परिणामी प्रतिबिंब न बनाएं।

यह उच्च गति वाले डिजिटल सिस्टम में अत्यंत महत्वपूर्ण है क्योंकि ये प्रतिबिंब चौराहे के हस्तक्षेप का कारण बन सकते हैं जिसके परिणामस्वरूप बिट त्रुटियां होती हैं। संयोग से, इंटेल इस समस्या में भाग गया क्योंकि उन्होंने अपने सीपीयू की गति को बढ़ा दिया था। उन्हें उच्च गति पर सही ढंग से संचालित करने के लिए अपनी मदरबोर्ड को फिर से डिज़ाइन करने के लिए बड़ी संख्या में आरएफ इंजीनियरों को नियुक्त करने के लिए मजबूर किया गया था।

अधिकांश आरएफ अनुप्रयोगों के लिए, ट्रांसमिशन लाइनों को आम तौर पर एक अवरोधक के साथ जमीन पर समाप्त किया जाता है। हालांकि, डिजिटल अनुप्रयोगों में, कभी-कभी अलग-अलग तरीकों से लाइन को समाप्त करना फायदेमंद होता है। कुछ बसों के लिए, 1/2 Vcc की एक समाप्ति वोल्टेज का उपयोग किया जाता है ताकि पुल-अप और पुल-डाउन दोनों के लिए आवश्यक ड्राइव की ताकत सममित हो जाएगी, जिसके परिणामस्वरूप बेहतर प्रदर्शन होगा। यह DDR2 और DDR3 सहित उच्च गति मेमोरी बसों के लिए आम है। अंतर लाइनों के लिए, एक सामान्य समाप्ति शैली एक अवरोधक है जो सीधे दो कंडक्टरों को जमीन पर व्यक्तिगत प्रतिरोधों के विपरीत जोड़ती है।


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एसी सिग्नल जो एक तार के साथ यात्रा करते हैं, इसके सिरों पर परिलक्षित होते हैं। यह प्रतिबिंबित संकेत "वास्तविक" संकेत के साथ मिश्रित होता है और हस्तक्षेप का कारण बनता है। समाप्ति का मतलब आमतौर पर एक अवरोधक को अंत में रखना होता है; यह लाइन के अंत को तार की अनंत लंबाई की तरह व्यवहार करता है (जिसका कोई अंत नहीं है, इसलिए कोई प्रतिबिंब नहीं है)।

रोकनेवाला का मूल्य लाइन के प्रतिबाधा पर निर्भर करता है । यही कारण है कि एक विशिष्ट समाप्ति अवरोधक मूल्य है जिसका उपयोग किसी विशिष्ट प्रकार की रेखा या बस के लिए किया जाना है।

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