¿Por qué la reflexión solo se aplica a las líneas de transmisión?

¿Por qué el concepto de reflexión de onda parece aplicarse solo a las líneas de transmisión? Por ejemplo, para un circuito simple con dos resistencias R1 = 50 y R2 ​​= 75 , es la onda de voltaje proveniente de la primera resistencia reflejada por la cantidad:$\Omega$$\Omega$

$\Gamma = \dfrac{75-50}{75+50} = 0.2$ ?

Entonces significaría una reflexión de potencia y una transferencia de potencia de . Pero entonces, ¿cuál es el poder incidente?1 - 0.04 = 96 $(0.2)^2 = 0.04 = 4\%$$1 - 0.04 = 96\%$

Supongo que podrías ignorarlo como "las líneas de transmisión y las resistencias son cosas diferentes", pero ¿cuál es la distinción fundamental entre ellas? Es como si tuvieras una "onda" de electrones "viajando" en una resistencia, y supongo que si chocan con otra resistencia con una capacidad diferente para permitir que los electrones "viajen", entonces deberían retroceder parcialmente, por lo tanto se reflejarán.

Las reflexiones ocurren en todas partes, no solo en las líneas de transmisión. La línea de transmisión es un modelo de la situación física, que es fácil de aplicar a un par de conductores cuya longitud es comparable o mayor que la longitud de onda de la señal, y que es regular en sección transversal.

Lo que determina si las reflexiones importan son las frecuencias y el tamaño físico del circuito. Si tiene impedancias inigualables, entonces obtendrá ondas reflejadas tal como lo describe, y debe lidiar con ellas o son insignificantes por alguna razón. Aquí hay dos razones:

• Para circuitos exclusivamente de baja frecuencia, los reflejos se reflejan repetidamente y se establecen en una escala de tiempo mucho más rápida que las señales cambian. Es decir, cada doble reflejo es una señal adicional que simplemente está desfasada con la señal original, pero a medida que salen más de la fase, su amplitud cae lo suficientemente rápido como para que puedan descuidarse. (Incluso los circuitos de RF se pueden construir de esta manera, como se puede ver en muchos equipos de radioaficionados HF de fabricación casera ).

  A medida que aumenta la frecuencia, la longitud de onda disminuye, y el tamaño físico de sus componentes se vuelve relativamente más grande, y comienza a tener que preocuparse por evitar "golpes" de impedancia. Aquí es donde comienzas a usar técnicas de diseño de microstrip en circuitos impresos.

• En los circuitos digitales, las transiciones bruscas pueden tener componentes de alta frecuencia que se reflejarán, pero no tiene que preocuparse por esto siempre que la velocidad de su reloj sea mucho más lenta que la longitud de sus trazas / cables (hay una conversión a través de c para hacer eso tiene sentido, por supuesto) porque para cuando el reloj hace su siguiente tic, todas las señales se han establecido en un estado estable.

  (Tenga en cuenta que no hay ondas estacionarias aquí porque dentro del período de un solo tic en el reloj, las señales de conducción son pasos (niveles lógicos de mayor a menor o de bajo a alto), no señales periódicas).

  A medida que aumenta la velocidad del reloj, el tiempo de establecimiento disponible disminuye, lo que requiere que minimice los reflejos o el tiempo de viaje de la señal (para que el establecimiento ocurra más rápido).

La diferencia entre ellos es que una línea de transmisión se caracteriza por una capacitancia y una inductancia (y, por lo general, también por cierta resistencia). En la vida real, la transmisión de una señal implica tanto la generación de un campo magnético (ya que la corriente fluye) como los campos eléctricos (ya que hay una diferencia de voltaje a lo largo del conductor). El marco para tratar estos campos son los conceptos de inductancia y capacitancia. Una línea de transmisión puede modelarse como una red inductiva / capacitiva distribuida, y son los atributos de almacenamiento de energía de la línea de transmisión los que le permiten producir los efectos que produce. Entonces, la razón por la que se comporta de manera diferente a una resistencia ideal es que esdiferente. A frecuencias de audio y distancias cortas, estos efectos realmente no importan, pero a frecuencias altas o largas distancias pueden llegar a ser importantes. Una de las primeras aplicaciones en exigir el tratamiento de estas cosas fue los cables telegráficos transatlánticos. No son frecuencias muy altas, pero las largas longitudes causaron problemas inesperados. Puede leer aquí htp: //faculty.uml.edu/cbyrne/Cable.pdf por ejemplo, para una discusión.

Los efectos electromagnéticos de los que está hablando se aplican a las frecuencias altas. Normalmente, para el análisis de circuitos, la frecuencia es pequeña, por lo que los conceptos de reflexión y transmisión no se aplican.

Una resistencia es un elemento de circuito agrupado casi por definición. Las líneas de transmisión se utilizan para modelar situaciones en las que la longitud de la línea es cercana o mayor que la longitud de onda. Si su resistencia física es más grande que la longitud de onda, debe modelarla como algo más complejo que una simple resistencia agrupada. Una opción podría ser una línea de transmisión con pérdida.

Los efectos de la línea de transmisión se producen cuando la vida útil del controlador es más rápida que el retraso de propagación del cable. Si este no es el caso, el cable generalmente se comporta como una inductancia agrupada y la carga como una capacitancia agrupada. He modelado mucho utilizando SPICE y medidas de placas de PC y eso es lo que he encontrado.