Transmisi (telekomunikasi): Perbedaan antara revisi
Konten dihapus Konten ditambahkan
penerapan saluran transmisi dan 4 model terminal saluran transmisi |
impedansi input |
||
Baris 25:
Saluran transmisi frekuensi tinggi dapat didefinisikan sebagai saluran yang dirancang untuk membawa gelombang elektromagnetik yang panjang gelombangnya lebih pendek dari atau sebanding dengan panjang saluran. Dalam kondisi ini, perkiraan yang berguna untuk perhitungan pada frekuensi yang lebih rendah tidak lagi akurat. Ini sering terjadi pada sinyal radio , microwave dan optik , filter optik mesh logam , dan dengan sinyal yang ditemukan di sirkuit digital berkecepatan tinggi .
<br />
== =Impedansi Input Saluran Transmisi ==
[[Berkas:SmithChartLineLength.svg|al=Melihat ke arah beban melalui panjang (l) dari saluran transmisi lossless, perubahan impedansi sebagai l meningkat, mengikuti lingkaran biru pada grafik Smith impedansi ini.(Impedansi ini dicirikan oleh koefisien pantulannya , yang merupakan tegangan pantul dibagi dengan voltase kejadian). Lingkaran biru, yang berpusat di dalam bagan, kadang-kadang disebut lingkaran SWR (kependekan dari rasio gelombang berdiri konstan ).|jmpl|Melihat ke arah beban melalui panjang (l) {\ displaystyle \ ell}dari saluran transmisi lossless, perubahan impedansi sebagai l{\ displaystyle \ ell} meningkat, mengikuti lingkaran biru pada grafik Smith impedansi ini.(Impedansi ini dicirikan oleh koefisien pantulannya , yang merupakan tegangan pantul dibagi dengan voltase kejadian). Lingkaran biru, yang berpusat di dalam bagan, kadang-kadang disebut ''lingkaran SWR'' (kependekan dari ''rasio gelombang berdiri konstan'' ).]]
Impedansi karakteristik Zo dari saluran transmisi adalah rasio amplitudo gelombang tegangan tunggal dengan gelombang arusnya. Karena sebagian besar saluran transmisi juga memiliki gelombang pantul, impedansi karakteristik umumnya bukan impedansi yang diukur pada saluran.
Impedansi diukur pada jarak tertentu l dari impedansi beban ZL dapat dinyatakan sebagai
<math>Z_\mathrm{in}\left(\ell\right)=\frac{V(\ell)}{I(\ell)} = Z_0 \frac{1 + \mathit{\Gamma}_\mathrm{L} e^{-2 \gamma \ell}}{1 - \mathit{\Gamma}_\mathrm{L} e^{-2 \gamma \ell}}</math>,
dimana γ adalah konstanta propagasi dan I'L= (ZL- Z0)/(ZL+ Z0 ) adalah koefisien refleksi tegangan yang diukur pada ujung beban saluran transmisi. Atau, rumus di atas dapat disusun kembali untuk menyatakan impedansi input jika impedansi beban lebih besar daripada koefisien refleksi tegangan beban.
<math>Z_\mathrm{in}(\ell) = Z_0\,\frac{Z_\mathrm{L} + Z_0 \tanh\left(\gamma \ell\right)}{Z_0 + Z_\mathrm{L}\,\tanh\left(\gamma \ell \right)}</math>.
=== Impedansi input dari saluran transmisi lossless ===
Untuk saluran transmisi lossless, konstanta propagasi adalah murni imajiner, γ=jβ, sehingga rumus di atas dapat ditulis ulang sebagai
<math>
Z_\mathrm{in}(\ell) = Z_0 \frac{Z_\mathrm{L} + j\,Z_0\,\tan(\beta \ell)}{Z_0 + j\,Z_\mathrm{L}\tan(\beta \ell)}
</math>
dimana β= 2π/(panjang gelombang) adalah bilangan gelombang itu .
Dalam menghitung β panjang gelombang umumnya berbeda di dalam saluran transmisi dengan apa yang akan di ruang bebas.Konsekuensinya, konstanta kecepatan material yang dibuat oleh saluran transmisi perlu diperhitungkan saat melakukan perhitungan seperti itu.
=== Kasus khusus saluran transmisi lossless ===
==== setengah panjang gelombang ====
Untuk kasus khusus dimana βl=nπ di mana n adalah bilangan bulat (artinya panjang garis adalah kelipatan setengah panjang gelombang), rumus berkurang ke impedansi beban sehingga
Zin = ZL
untuk semua n. Ini termasuk kasus ketika n=0, yang berarti bahwa panjang saluran transmisi sangat kecil dibandingkan dengan panjang gelombang. Signifikansi fisik dari hal ini adalah bahwa saluran transmisi dapat diabaikan (yaitu diperlakukan sebagai kabel) dalam kedua kasus.
=== Panjang gelombang kuartal ===
Untuk kasus di mana panjang saluran adalah seperempat panjang gelombang, atau kelipatan ganjil dari seperempat panjang gelombang, impedansi input menjadi
<math>
Z_\mathrm{in}=\frac{Z_0^2}{Z_\mathrm{L}} ~\,.
</math>
=== Beban yang cocok ===
Kasus khusus lain adalah ketika impedansi beban sama dengan impedansi karakteristik saluran (yaitu saluran dicocokkan ), dalam hal ini impedansi berkurang ke impedansi karakteristik saluran sehingga
Zin = ZL = Z0
untuk semua l dan semua lambda(panjang gelombang).
[[Berkas:Transmission line animation open short2.gif|jmpl|220x220px|Gelombang berdiri pada saluran transmisi dengan beban sirkuit terbuka (atas), dan beban sirkuit pendek (bawah). Titik-titik hitam mewakili elektron, dan panah menunjukkan medan listrik.]]
=== Rangkaian hubung singkat ===
Untuk kasus korsleting (ZL=0), impedansi input murni imajiner dan fungsi periodik dari posisi dan panjang gelombang (frekuensi)
<math>Z_\mathrm{in}(\ell) = j\,Z_0\,\tan(\beta \ell). \,</math>
=== Rangkaian terbuka ===
Untuk kasus beban terbuka (ZL = ∞ ), impedansi input sekali lagi imajiner dan periodik
<math>Z_\mathrm{in}(\ell) = -j\,Z_0 \cot(\beta \ell). \,</math>
=== Jalur transmisi bertahap ===
[[Berkas:Segments.jpg|kiri|jmpl|Contoh sederhana dari saluran transmisi stepped yang terdiri dari tiga segmen.]]
Saluran transmisi bertahap digunakan untuk pencocokan impedansi rentang luas. Hal ini dapat dianggap sebagai beberapa segmen saluran transmisi yang dihubungkan secara seri, dengan impedansi karakteristik masing-masing elemen menjadi Z0,i. Impedansi input dapat diperoleh dari aplikasi yang berurutan dari relasi rantai
<math>Z_\mathrm{i+1} = Z_\mathrm{0,i}\,\frac{\,Z_\mathrm{i} + j\,Z_\mathrm{0,i}\,\tan(\beta_\mathrm{i} \ell_\mathrm{i})\,}{Z_\mathrm{0,i} + j\,Z_\mathrm{i}\,\tan(\beta_\mathrm{i} \ell_\mathrm{i})}\,</math>
dimana βi adalah nomor gelombang dari i-th segmen saluran transmisi dan li adalah panjang segmen, dan Zi adalah impedansi front-end yang memuat segmen i-th.
[[Berkas:PolarSmith.jpg|jmpl|Lingkaran transformasi impedansi sepanjang saluran transmisi yang karakteristik impedansinya Z<sub>0,i</sub><nowiki> {\ displaystyle Z _ {\ mathrm {0, i}}} lebih kecil dari kabel input Zo{\ displaystyle Z_ {0}}. Dan sebagai hasilnya, kurva impedansi tidak terpusat ke arah {\ displaystyle -x}sumbu -x. Sebaliknya jika Z</nowiki><sub>0,i</sub><nowiki> {\ displaystyle Z _ {\ mathrm {0, i}}> Z_ {0}}>Zo, kurva impedansi harus off-centered menuju {\ displaystyle + x}sumbu +x.</nowiki>]]
Lingkaran transformasi impedansi sepanjang saluran transmisi yang karakteristik impedansinya Z0,i lebih kecil dari kabel input Zo. Dan sebagai hasilnya, kurva impedansi tidak terpusat ke arah sumbu -x. Sebaliknya jika Z0,i>Zo, kurva impedansi harus off-centered menuju sumbu +x.
Karena karakteristik impedansi dari setiap segmen saluran transmisi Z0,i sering berbeda dari kabel input Zo, lingkaran transformasi impedansi tidak terpusat di sepanjang sumbu x dari sumbu Chart Smith yang representasi impedansinya biasanya dinormalisasi oleh Zo.
Saluran transmisi bertahap adalah contoh dari rangkaian elemen terdistribusi . Berbagai macam sirkuit lain juga dapat dibangun dengan saluran transmisi termasuk filter, pembagi daya dan skrup arah.
== =Kabel Koaksial ==
{{Main|Kabel Koaksial}}
| |||