ектричних хвиль у довгій лінії.
Відображення хвиль характеризує величина, звана коефіцієнтом відбиття. Коефіцієнт відображення по напрузі r U визначимо як відношення напруги в відбитої хвилі до напруги в прямій хвилі. Користуючись цим визначенням отримаємо
(7)
где ??- Хвильовий опір, ZH - опір навантаження
З даного співвідношення випливає:
1. Z Н ?? (правий кінець лінії разомкнут - режим холостого ходу ). Зі співвідношення (7) отримуємо r U =1, пряма і відбита хвилі мають рівні амплітуди і збігаються по фазі. Суперпозиція прямий і відбитої хвиль дає стоячу хвилю, напруга в пучностях якої становить 2 U ін.
Малюнок 1.4.1. Відображення в лінії при холостому ході, короткому замиканні і узгодженні з навантаженням.
2. Z Н ? 0 (режим короткого замикання). Згідно (7), r U=- 1, тобто пряма і відбита хвилі мають рівні амплітуди і зсув по фазі на?. Суперпозиція прямий і відбитої хвиль призводить до взаємної компенсації напруг, усюди в лінії U =0.
3. Z H=??. Вираз (7) дає r U=0, відбита хвиля відсутня, отже, вся потужність передається навантаженні. Такий режим відповідає взаємним погодженням лінії і навантаження.
Неузгодженість лінії і навантаження призводить до появи відбитих хвиль, число яких швидко збільшується через багаторазових відбиттів від кінців лінії. Розмноження і накладення перевідбиттів сигналів веде до їх хаотизации і створює шум, що заважає реєстрації корисного сигналу.
Джерелами відбитих хвиль є не тільки кінці лінії, але і будь неоднорідності, наприклад, локальні зміни геометрії лінії або властивостей діелектрика. Локальну неоднорідність лінії можна представити у вигляді зосередженого елемента з імпедансом Z , включеного в лінію з хвильовим опором? (Рис. 1.4.2). У точці включення Z виникає відбита хвиля, коефіцієнти відбиття по напрузі рівні r U 1= Z /( Z +2?) і r < i align="justify"> U 2=-?/(? + 2 Z ) для схеми з послідовним і паралельним заміщенням Z відповідно.
Малюнок 1.4.2 Еквівалентні схеми лінії з локальною неоднорідністю.
Отражения в лінії аналогічні явищам, які спостерігаються і для інших хвильових процесів, наприклад, в оптиці і акустиці. Світло розсіюється на неоднорідностях середовища (згадаймо пилинки в промені світла). При попаданні світлової хвилі на межу розділу двох прозорих середовищ в загальному випадку виникають відображена та проходить хвилі, умовою узгодження є рівність коефіцієнтів заломлення двох середовищ. [1]
5. Сполучні кабелі
В якості сполучних кабелів використовуються в основному два типи електричних провідників - вита пара і коаксіальний кабель. Кручений парою називається кабель, в якому ізольована пара провідників скручена з гаком числом витків на одиницю довжини. Скручування дротів зменшує електричні перешкоди ззовні при поширенні сигналів кабелем, а екрановані кручені пари ще більш збільшують ступінь перешкодозахищеності сигналів.
Електрична ланцюг на основі витої пари може бути збалансованою і незбалансованою. Перевага збалансованої ланцюга в тому, що вона менш чутлива до зовнішніх збурень; навпаки, ця ланцюг випромінює меншу енергію, оскільки електромагнітні поля окремих провідників компенсують один одного, так як мають однакову інтенсивність, але протилежну полярність. З іншого боку, збалансована лінія є такою тільки тоді, коли вона правильно змонтована і обслуговується. Незбалансована вита пара значно більш чутлива до збурень, ніж збалансована, але не вимагає майже ніяких зусиль для встановлення та експлуатації. Четирехпарний кабель ще менш чутливий до перешкод індуктивного характеру.
Коаксіальні кабелі містять електричний провідник, ізольований пластиковою оболонкою, яка оточена проводять плетеним екраном. Завдяки такій геометрії коаксіальний кабель істотно не збалансований. Екран заземлений і запобігає розсіювання енергії з центрального провідника, яке на високих частотах є дуже помітним возмущающим фактором. І навпаки, екран оберігає центральний провідник від впливу зовнішніх збурень. Коаксіальні кабелі розрізняються по величині їх розподіленого імпедансу: звичайні значення - 50 Ом і 75 Ом.
