स्रोत प्रतिबाधा समाप्ति का महत्व क्या है?

Question

इस तरह एक सर्किट दिया:

^{इस सर्किट का अनुकरण करें - सर्किटलैब का उपयोग करके बनाई गई योजनाबद्ध}

R1 का महत्व क्या है? एक अनुमान लगा सकता है कि यह BUF1 के उत्पादन प्रतिबाधा को ट्रांसमिशन लाइन के प्रतिबाधा के बराबर बनाने के लिए है, लेकिन यह महत्वपूर्ण क्यों है? यदि R1 को छोड़ दिया जाए तो क्या होगा? दूसरे छोर पर क्या है यह कैसे प्रभावित करता है? शायद यह एक मिलान लोड, खुला, या छोटा है। हो सकता है कि इसमें एक असंतोष के साथ ट्रांसमिशन लाइन हो।

Comments

यदि आप आर 1 के टेलीग्राफर प्रभावों को अनदेखा कर सकते हैं। देरी 2cm / ns या 0.5ns / cm प्रोप पर वृद्धि समय का 5% है। देरी। तब आउटपुट केवल किसी भी आवृत्ति पर लोड के साथ एक वोल्टेज विभक्त होता है जब तक कि आप <1% तरंग या चरण शिफ्ट या स्वयं के प्रस्ताव के बारे में चिंतित नहीं होते हैं। अन्यथा एक प्रतिबिंब गुणांक है जो तरंग तरंगों को स्टेप वेव पर बजने के साथ शुरू करने को विकृत करता है।

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

Answer 1

विचार यह है कि सिग्नल एक परिमित गति से प्रचारित करते हैं, यह कहना है कि एक निश्चित सिग्नल tको ट्रांसमिशन लाइन के एक छोर से दूसरी लाइन तक पहुंचने में समय लगता है । केबल में कुछ आंतरिक कैपेसिटेंस / इंडक्शन प्रति यूनिट लंबाई भी होती है, जिसे एक विशेषता प्रतिबाधा (हानि-कम मानकर) के साथ लगाया जा सकता है:

$$\begin{equation} Z_0 = \sqrt{\frac{L}{C}} \end{equation}$$

यह आरम्भ में स्रोत द्वारा अनुभव किया जाने वाला प्रतिबाधा है जब सिग्नल बदलता है, सिग्नल स्तर R1 और Z0 के बीच वोल्टेज विभक्त सर्किट की तरह कार्य करता है:

$$\begin{equation} V_s = V_{in} \frac{Z_0}{R_1 + Z_0} \end{equation}$$

जब सिग्नल केबल के अंत तक फैलता है, तो यह महसूस करेगा कि सिग्नल ऊर्जा को डंप करने के लिए कुछ भी नहीं है। संकेत कहीं जाना चाहिए, इसलिए यह दूर के छोर तक उछलता है और स्रोत पर लौटता है। जब यह स्रोत तक पहुंचता है, तो स्रोत वोल्टेज मूल V s से दोगुना होगा$V_s$ होगा, जो R1 से होकर स्रोत तक वापस आ जाएगा।

यदि $R_1$ = $Z_0$ , $V_S = V_{in}$ और संपूर्ण ट्रांसमिशन लाइन स्थिर अवस्था में पहुंच गई है, क्योंकि लाइन से अधिक ऊर्जा को अंदर या अवशोषित नहीं किया जा सकता है। यह आदर्श है क्योंकि लाइन स्थिर अवस्था में पहुंच गई है ~2t(लक्ष्य को पाने के लिए एक टी, और स्रोत पर वापस जाने के लिए एक टी)।

यदि $R_1$ बहुत बड़ा है, तो $V_S$ अभी भी V i n से बड़ा होगा$V_{in}$ इसलिए स्रोत ऊर्जा को ट्रांसमिशन लाइन में डंप करना जारी रखेगा, और ट्रांसमिशन लाइन का वोल्टेज धीरे-धीरे कदम बढ़ाएगा क्योंकि सिग्नल वापस / आगे बढ़ता है।

यदि $R_1$ बहुत छोटा है, तो $V_S$ तो संकेत वापस मिलने पर ओवरशूट करेगा। इस स्थिति में, एक गिरती धार लहर रेखा को नीचे गिरा देगी क्योंकि स्रोत लाइन में पंप की गई अतिरिक्त ऊर्जा को अवशोषित करने की कोशिश कर रहा है, और फिर से वोल्टेज स्थिर अवस्था में पहुंचने तक आगे / पीछे उछल जाएगा।

बाद के 2 मामलों में लक्ष्य वोल्टेज एक निश्चित डिजिटल तर्क स्तर के ऊपर / नीचे कई बार उछल सकता है ताकि परिणामस्वरूप रिसीवर को गलत डेटा बिट मिल सके। यह स्रोत के लिए संभावित रूप से हानिकारक हो सकता है क्योंकि परावर्तित संकेत स्रोत पर अतिरिक्त तनाव उत्पन्न कर सकता है।

अब क्या होता है अगर हम किसी दूसरी तरफ कुछ जोड़ते हैं, जैसे एक प्रतिरोधक $R_2$ ?

अब लक्ष्य ऊर्जा को अवशोषित कर सकता है, और मूल संकेत का केवल एक अंश परिलक्षित होता है। यदि $R_2 = Z_0$ , तो हमने फिर से प्रतिबाधा का मिलान किया है और कोई संकेत परिलक्षित नहीं होता है।

अगर $R_2$ बहुत छोटा / बहुत बड़ा है, तो हम ऊपर के समान प्रतिबिंब संकेतों के साथ समाप्त करेंगे, सिवाय इसके कि सिग्नल उलटा है।

$R_1 = Z_0$$R_2 = Z_0$$R_1 = R_2 = Z_0$

मैंने एक ऑनलाइन ट्रांसमिशन लाइन सिम्युलेटर लिखा है जिसके साथ खेलने के लिए स्रोत समाप्ति दर्शाता है। मुझे ट्रांसमिशन लाइन के साथ इन सिग्नल प्रसार तरंगों को देखने के लिए यह उपयोगी लगा। एक बड़ा पर्याप्त आर 2 चुनें और आप एक खुला अनुमान लगा सकते हैं, जैसे आपके पास है। यह केवल नुकसान-कम संचरण लाइनों को मॉडल करता है, लेकिन आमतौर पर पर्याप्त सटीक है।

Comments

अच्छा अनुकरण। +1

— टोनी स्टीवर्ट Sunnyskyguy EE75

Answer 2

सिग्नल अखंडता के संदर्भ में (रिसीवर की ओर से चरण प्रतिक्रिया द्वारा मापा गया) तीन कॉन्फ़िगरेशन समान हैं (Zsource - Zload):

1) 50 ओम - अनंत (स्रोत समाप्ति)
2) 0 ओम - 50 ओम (लोड समाप्ति)
3) 50 ओम - 50 ओम (दोनों सिरों पर समाप्ति)

हालांकि, तीसरे संस्करण में आयाम में 50% की कमी है। इसलिए, व्यावहारिक दृष्टिकोण से तीसरे विकल्प से बचा जाना चाहिए जब तक कि ऐसा करने के लिए एक सम्मोहक कारण न हो।

डिस्क्लेमर: यह सिंगल वायर पॉइंट-टू-पॉइंट आदर्श केबल वन डायरेक्शन कम्युनिकेशन को रिसीवर के सोर्स के बीच कवर करता है। यदि रास्ते में कोई जंक्शन है, तो यह दोहरी समाप्ति का उपयोग करने के लिए समझ में आ सकता है - मैंने इसके बारे में नहीं सोचा था।

Answer 3

ठीक है, यहाँ क्या हो रहा है, लेकिन लंबे समय से सामान्यीकृत विवरण है ...

ट्रांसमिशन लाइन (उर्फ ट्रेस) की प्रतिबाधा 50 ओम है, जिसका अर्थ है कि जैसे ही सिग्नल केबल से नीचे जाता है, यह चालक को 50 ओम लोड की तरह दिखता है। जब यह ट्रेस के अंत को हिट करता है, तो यह वापस प्रतिबिंबित करता है और ट्रेस के कुछ हिस्सों को अस्थायी रूप से बहुत अधिक / कम वोल्टेज तक पहुंचना चाहिए। हम इस ओवरशूट और अंडरशूट कहते हैं।

50 ओम स्रोत रोकनेवाला के साथ, रोकनेवाला प्लस 50 ओम ट्रेस एक वोल्टेज विभक्त (2 से div) बनाता है। सिग्नल खत्म होने से ठीक पहले, उस स्थान पर सिग्नल आवश्यक आयाम का 50% है। सिग्नल खत्म होने के ठीक बाद, प्रतिबिंब 50% मूल सिग्नल के साथ जुड़ता है और एक पूर्ण 100% आयाम सिग्नल में परिणाम करता है। प्रतिबिंब उस स्रोत अवरोधक की ओर वापस जाता है जहां इसे अवशोषित किया जाता है।

ट्रेस के बहुत अंत में स्थित एक रिसीवर को ज्यादातर परफेक्ट सिग्नल एज दिखाई देगा। लेकिन बीच में या रोकने वाले के पास एक रिसीवर पहले 50% सिग्नल और फिर 100% सिग्नल देखेगा। इसके कारण, स्रोत समाप्ति का उपयोग केवल तब किया जाता है जब केवल एक रिसीवर होता है और उस रिसीवर को ट्रेस के अंत में स्थित होना चाहिए।

यदि रोकनेवाला तार / ट्रेस / केबल के प्रतिबाधा से मेल नहीं खाता है, तो वोल्टेज विभक्त 50% नहीं है - जिसके परिणामस्वरूप अपूर्ण मिलान होता है और प्रतिबिंब मुद्दों का कारण बन सकता है।

Comments

अकेले स्रोत समाप्ति का उपयोग करना बहुत अच्छा नहीं है, लेकिन स्रोत समाप्ति और लोड समाप्ति दोनों का उपयोग करना बहुत आम है, और बस एक संकेत के साथ शुरू करें जो कि दो बार उतना ही मजबूत है जितना दूर अंत में प्राप्त किया जाना चाहिए। स्रोत और लोड समाप्ति दोनों का उपयोग करते हुए एक संकेत प्रसारण की रेखा के एक हिस्से में साफ-सुथरा प्रचार करने की अनुमति देगा, जहां प्रतिबाधा सही नहीं है (जैसे दो केबलों के जंक्शन पर)। यदि कोई अकेले लोड समाप्ति का उपयोग करता है, तो संकेत यह दर्शाता है कि अपूर्णता स्रोत पर फिर से परिभाषित हो जाएगी और कुछ समय बाद लोड पर दिखाई देगी।

— सुपरकैट

$R_1=0\Omega$

मुझे लगता है कि यहां धारणा यह है कि लाइन के दूसरे छोर पर लोड प्रतिबाधा बहुत बड़ी है, है ना? यह वास्तव में उन स्थितियों में सच नहीं था जो मेरे मन में थे (शायद मैंने लोड के रूप में एंटीना की कल्पना की थी), लेकिन मुझे लगता है कि यह डिजिटल सर्किट में आदर्श है। क्या मैं सही हू?

— फिल फ्रॉस्ट

@DavidKessner: यदि एक भार है, और यदि कोई यथोचित उम्मीद कर सकता है कि स्रोत और लोड के बीच की रेखा पर प्रतिबाधा बेमेल नहीं होगा, तो स्रोत-केवल समाप्ति अच्छी है। वीडियो आमतौर पर 75 ओम स्रोत का उपयोग करने और प्रतिबाधा को लोड करने के लिए लगता है, हालांकि मैंने देखा है कि एक उपकरण ऐसे फैशन में सभी प्रकार की अजीब चीजें करते हैं जो कुछ संयोजन एक साथ काम करते हैं और अन्य नहीं करते हैं।

— सुपरकैट

@supercat हाँ, कोआक्स पर एनालॉग वीडियो सबसे आम है जो दोहरे-समाप्ति का उपयोग करता है। गीगाबिट ईथरनेट भी डबल टर्मिनेशन का उपयोग करता है, लेकिन अधिक क्योंकि तारों की प्रत्येक जोड़ी द्विदिश है। आधुनिक इंटरफेस जो अंतर सिग्नलिंग (एचडीएमआई, पीसीआई, एसएटीए) का उपयोग करते हैं, समाप्ति समाप्ति का उपयोग करते हैं, लेकिन ज्यादातर इसलिए कि वे वर्तमान मोड सिग्नलिंग का उपयोग करते हैं। मैंने ईमानदारी से दोहरे-समाप्ति w / mismatches के सिमुलेशन नहीं किए हैं, क्योंकि एनालॉग वीडियो के अलावा मुझे अभी ज़रूरत नहीं है। मैं इसके साथ खेलता हूँ और देखता हूँ कि क्या होता है।

Answer 4

R1 महत्वपूर्ण नहीं है बशर्ते कि ट्रांसमिशन लाइन सही ढंग से समाप्त हो। मैं लाइनों को इस तरह से चलाता हूं और ट्रांसमिशन लाइन के सुदूर अंत में अच्छा स्वागत मिलता है लेकिन इसे सही ढंग से समाप्त किया जाना चाहिए।

Comments

R1 समाप्ति है, इसे स्रोत समाप्ति कहा जाता है। लेकिन अगर आपके पास उचित समाप्ति है तो आर 1 चीजों को बदतर बना देगा। यदि R1 = 50 और आपके पास समाप्ति समाप्ति (50 ओम) है, तो आपका पूरा सिग्नल 50% तक पहुंच जाएगा, जो अच्छा नहीं है। तो जाहिर है R1 महत्वपूर्ण है।