Ada berbagai macam terminasi saluran rf. Setiap jenis terminasi memiliki efek karakteristik pada gelombang berdiri di baris. Dari sifat gelombang berdiri, Anda dapat menentukan jenis terminasi yang menghasilkan gelombang.
Terminasi dengan Zo
Terminasi Zo (impedansi karakteristik) akan menyebabkan pembacaan konstan pada meteran ac ketika bergerak di sepanjang saluran. Seperti diilustrasikan dalam gambar 3-34, tampak A, kurva, yang dihasilkan tidak ada kerugian di saluran, akan menjadi garis lurus. Jika ada kerugian di saluran, amplitudo tegangan dan arus akan berkurang ketika mereka bergerak ke bawah saluran (tampak B). Kerugian disebabkan oleh resistensi dc di saluran itu sendiri.
Gambar 3-34. - Pengaruh berbagai terminasi pada gelombang berdiri.
TERMINASI PADA RANGKAIAN TERBUKA
Dalam saluran rf terbuka (gambar 3-34, tampilan C), tegangan maksimum pada ujung, tetapi arus minimal. Jarak antara dua titik arus nol yang berdekatan adalah 1/2λ, dan jarak antara alternatif nol poin saat ini adalah 1λ. Tegangan adalah nol pada jarak 1/4 λ dari akhir baris. Hal ini berlaku pada setiap frekuensi. Sebuah tegangan puncak terjadi pada akhir baris, di 1/2λ dari akhir, dan pada masing-masing 1/2λ setelahnya.
TERMINASI PADA RANGKAIAN SHORT
Pada saluran diakhiri di sirkuit short, yang ditunjukkan pada Gambar 3-34, tampak D, tegangan adalah nol di akhir dan maksimum pada 1/4λ dari ujung. Arus maksimum pada ujung, nol pada 1/4λ dari ujung, dan bergantian maksimum dan nol setiap 1/4λ setelahnya.
TERMINASI KAPASITIF
Ketika saluran diakhiri kapasitansi, kapasitor tidak menyerap energi, tetapi mengembalikan semua energi ke sirkuit. Ini berarti ada 100 persen refleksi. Hubungan arus dan tegangan yang agak lebih terlibat dibandingkan dengan jenis terminasi sebelumnya . Untuk penjelasan ini, menganggap bahwa reaktansi kapasitif sama dengan Zo saluran. Arus dan tegangan berada dalam satu fase ketika mereka tiba di ujung saluran, tetapi mengalir melalui kapasitor dan impedansi karakteristik (Zo) dihubungkan secara seri, mereka bergeser dalam hubungan fase. Arus dan tegangan datang dalam satu fase dan pergi keluar dari fase. hasil Ini dalam konfigurasi gelombang berdiri ditunjukkan pada Gambar 3-34, tampak E. Gelombang berdiri tegangan minimum pada jarak persis 1/8λ dari ujung. Jika reaktansi kapasitif lebih besar dari Zo (kapasitansi yang lebih kecil), terminasi tampak lebih seperti rangkaian terbuka, tegangan minimum bergerak menjauh dari ujung. Jika reaktansi kapasitif lebih kecil dari Zo, minimum bergerak menujug ujung.
TERMINASI INDUKTIF
Ketika saluran diakhiri dalam induktansi, baik arus dan tegangan bergeser pada fase saat mereka tiba di ujung saluran. Ketika XL sama dengan Zo, gelombang berdiri yang dihasilkan seperti ditunjukkan dalam gambar 3-34, tampak F. minimum arus terletak 1/8 λ dari ujung saluran. Ketika reaktansi induktif meningkat, gelombang berdiri timbul lebih dekat ke ujung. Ketika reaktansi induktif menurun, gelombang berdiri menjauh dari akhir saluran.
TERMINASI RESISTANSI TIDAK SAMA DENGAN KARAKTERISTIK IMPEDANSI (Zo)
Setiap kali terminasi tidak sama dengan Zo, refleksi terjadi di saluran. Misalnya, jika elemen terminasi mengandung resistensi, menyerap beberapa energi, tetapi jika elemen resistif tidak sama dengan Zo saluran, sebagian energi dipantulkan. Jumlah tegangan dipantulkan dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan:
Dimana:
ER = tegangan pantulan
Ei = tegangan insiden
RR = Terminasi Resistif
Zo = impedansi karakteristik saluran
Jika Anda mencoba nilai yang berbeda dari RL dalam persamaan di atas, Anda akan menemukan bahwa tegangan pantulan sama dengan tegangan insiden hanya ketika RL sama dengan 0 atau besar tak berhingga. Ketika RL sama dengan Zo, tegangan pantulan tidak terjadi. Ketika RL besar dari Zo, ER positif, tetapi kurang dari Ei. Jika RL meningkat dan mendekati nilai tak terbatas, ER meningkat dan mendekati nilai Ei. Ketika RL lebih kecil dari Zo, ER memiliki nilai negatif. Ini berarti bahwa polaritas tegangan pantulan berlawanan dengan gelombang insiden di terminasi saluran. Jika RL mendekati nol, ER mendekati nilai Ei . Semakin kecil nilai ER, semakin kecil amplitudo puncak gelombang berdiri dan yang lebih tinggi adalah nilai minimum.
TERMINASI RESISTIF LEBIH BESAR DARI Zo
Ketika RL lebih besar dari Zo, ujung saluran agak seperti rangkaian terbuka,hingga gelombang berdiri muncul di saluran. Batas maksimal tegangan muncul di ujung saluran dan juga pada interval setengah gelombang kembali dari ujung. Arus minimum (tidak nol) pada akhir baris dan maksimum di titik ganjil seperempat-gelombang. Karena sebagian dari daya dari gelombang insiden dikonsumsi oleh resistansi beban, tegangan dan arus minimum kurang darigelombang berdiri di saluran terbuka. Gambar 3-34, tampak G, menggambarkan gelombang berdiri untuk kondisi ini.
TERMINASI RESISTIF LEBIH KECIL DARI Zo
Ketika RL kurang dari Zo, terminasi muncul seperti rangkain hubung singkat. Gelombang berdiri ditunjukkan pada gambar 3-34, tampak H. Perhatikan bahwa terminasi saluran arus di LOOP (puncak) dan tegangan di NODE (minimum). Nilai-nilai dari pendekatan maksimum dan minimum tegangan dan arus mendekati untuk saluran hubung singkat dan seperti nilai RL mendekati nol.
Sebuah saluran tidak harus memiliki panjang tertentu untuk menghasilkan gelombang berdiri, meskipun demikian, tidak dapat menjadi saluran yang tak terbatas. Tegangan dan arus harus dipantulkan untuk menghasilkan gelombang berdiri. Agar refleksi terjadi, saluran harus diterminasi tidak dalam karakteristik impedansinya. Refleksi terjadi pada saluran yang diterminasi dengan terbuka, short, kapasitansi, dan induktansi, karena tidak ada energi yang diserap oleh beban. Jika saluran di terminasi dengan resistensi tidak sama dengan impedansi karakteristik saluran, beberapa energi akan diserap dan sisanya akan dipantulkan.
hubungan Tegangan dan arus untuk saluran terbuka dan hubung singkat adalah berlawanan satu sama lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3-34, tmpak C dan D. Titik-titik maksimum dan minimum tegangan dan arus ditentukan dari ujung output saluran, karena refleksi selalu dimulai pada ujung itu.
STANDING-WAVE RASIO (PERBANDINGAN TEGANGAN BERDIRI)
Pengukuran gelombang berdiri pada saluran transmisi menghasilkan informasi tentang kondisi operasi peralatan. Maksimum daya yang diserap oleh beban ketika ZL = Z0. Jika saluran tidak ada gelombang berdiri, terminasi untuk saluran yang benar dan transfer daya maksimum terjadi.
Anda mungkin telah memperhatikan bahwa variasi gelombang berdiri menunjukkan bagaimana dekat saluran rf diterminasi di Zo. variasi yang luas dalam tegangan di sepanjang panjang saluran transmisi berarti terminasi jauh dari Zo. Sebuah variasi kecil berarti terminasi dekat Zo. Oleh karena itu, rasio maksimum ke minimum adalah ukuran kesempurnaan terminasi saluran. Rasio ini disebut RASIO STANDING-WAVE (SWR) dan selalu dinyatakan dalam bilangan bulat. Sebagai contoh, rasio 1:1 menggambarkan garis diakhiri dalam karakteristik impedansi (Zo).
Voltage Standing-Wave RatioRasio tegangan maksimum tegangan minimum pada saluran disebut VOLTAGE STANDING WAVE RATIO (VSWR)
Garis vertikal dalam formula menunjukkan bahwa nilai yang mutlak dan bahwa dua nilai yang diambil tanpa memperhatikan polaritas. Tergantung pada sifat dari gelombang berdiri, nilai numerik VSWR berkisar dari nilai 1 (ZL = Zo, tidak ada gelombang berdiri) dengan nilai tak terbatas untuk teoritis refleksi lengkap . Karena selalu ada kerugian kecil pada saluran, tegangan minimum tidak pernah nol dan VSWR selalu beberapa nilai terbatas. Namun demikian, jika VSWR adalah untuk menjadi kuantitas yang berguna, kerugian listrik sepanjang garis harus kecil dibandingkan dengan daya yang ditransmisikan.
Power Standing-Wave Ratio
Kuadrat dari rasio gelombang tegangan berdiri disebut POWER STANDING-WAVE RATIO (pswr). Oleh karena itu:
Rasio ini berguna karena instrumen yang digunakan untuk mendeteksi gelombang berdiri bereaksi dengan kuadrat tegangan. KarenaPower sebanding dengan kuadrat tegangan, rasio kuadrat dari tegangan maksimum dan minimum disebut rasio power gelombang berdiri . Dalam arti, nama ini menyesatkan karena powersepanjang jalur transmisi tidak bervariasi.
Current Standing-Wave Rasio
Rasio maksimum arus minimum sepanjang jalur transmisi disebut CURRENT STANDING-WAVE RATIO (iswr). Oleh karena itu:
Rasio ini sama dengan untuk tegangan. Hal ini dapat digunakan di mana pengukuran dilakukan dengan mengambil loop sampel medan magnet sepanjang saluran. Ini memberikan hasil yang sama seperti pengukuran VSWR.
PENGANTAR
PENENTUAN KARAKTERISTIK IMPEDANSI
REFLEKSI PADA TRANSMISI SALURAN
REFLEKSI DARI TEGANGAN DC DARI SEBUAH RANGKAIAN TERBUKA/OPEN
REFLEKSI DARI TEGANGAN DC DARI RANGKAIAN SHORT
REFLEKSI DARI TEGANGAN AC DARI SEBUAH RANGKAIAN TERBUKA/OPEN
REFLEKSI DARI TEGANGAN AC DARI RANGKAIAN SHORT
Terminasi Sebuah SALURAN TRANSMISI
GELOMBANG BERDIRI /STANDING WAVE PADA SALURAN TRANSMISI
Terminasi dengan Zo
Terminasi Zo (impedansi karakteristik) akan menyebabkan pembacaan konstan pada meteran ac ketika bergerak di sepanjang saluran. Seperti diilustrasikan dalam gambar 3-34, tampak A, kurva, yang dihasilkan tidak ada kerugian di saluran, akan menjadi garis lurus. Jika ada kerugian di saluran, amplitudo tegangan dan arus akan berkurang ketika mereka bergerak ke bawah saluran (tampak B). Kerugian disebabkan oleh resistensi dc di saluran itu sendiri.
Gambar 3-34. - Pengaruh berbagai terminasi pada gelombang berdiri.
TERMINASI PADA RANGKAIAN TERBUKA
Dalam saluran rf terbuka (gambar 3-34, tampilan C), tegangan maksimum pada ujung, tetapi arus minimal. Jarak antara dua titik arus nol yang berdekatan adalah 1/2λ, dan jarak antara alternatif nol poin saat ini adalah 1λ. Tegangan adalah nol pada jarak 1/4 λ dari akhir baris. Hal ini berlaku pada setiap frekuensi. Sebuah tegangan puncak terjadi pada akhir baris, di 1/2λ dari akhir, dan pada masing-masing 1/2λ setelahnya.
Pada saluran diakhiri di sirkuit short, yang ditunjukkan pada Gambar 3-34, tampak D, tegangan adalah nol di akhir dan maksimum pada 1/4λ dari ujung. Arus maksimum pada ujung, nol pada 1/4λ dari ujung, dan bergantian maksimum dan nol setiap 1/4λ setelahnya.
TERMINASI KAPASITIF
Ketika saluran diakhiri kapasitansi, kapasitor tidak menyerap energi, tetapi mengembalikan semua energi ke sirkuit. Ini berarti ada 100 persen refleksi. Hubungan arus dan tegangan yang agak lebih terlibat dibandingkan dengan jenis terminasi sebelumnya . Untuk penjelasan ini, menganggap bahwa reaktansi kapasitif sama dengan Zo saluran. Arus dan tegangan berada dalam satu fase ketika mereka tiba di ujung saluran, tetapi mengalir melalui kapasitor dan impedansi karakteristik (Zo) dihubungkan secara seri, mereka bergeser dalam hubungan fase. Arus dan tegangan datang dalam satu fase dan pergi keluar dari fase. hasil Ini dalam konfigurasi gelombang berdiri ditunjukkan pada Gambar 3-34, tampak E. Gelombang berdiri tegangan minimum pada jarak persis 1/8λ dari ujung. Jika reaktansi kapasitif lebih besar dari Zo (kapasitansi yang lebih kecil), terminasi tampak lebih seperti rangkaian terbuka, tegangan minimum bergerak menjauh dari ujung. Jika reaktansi kapasitif lebih kecil dari Zo, minimum bergerak menujug ujung.
TERMINASI INDUKTIF
Ketika saluran diakhiri dalam induktansi, baik arus dan tegangan bergeser pada fase saat mereka tiba di ujung saluran. Ketika XL sama dengan Zo, gelombang berdiri yang dihasilkan seperti ditunjukkan dalam gambar 3-34, tampak F. minimum arus terletak 1/8 λ dari ujung saluran. Ketika reaktansi induktif meningkat, gelombang berdiri timbul lebih dekat ke ujung. Ketika reaktansi induktif menurun, gelombang berdiri menjauh dari akhir saluran.
TERMINASI RESISTANSI TIDAK SAMA DENGAN KARAKTERISTIK IMPEDANSI (Zo)
Setiap kali terminasi tidak sama dengan Zo, refleksi terjadi di saluran. Misalnya, jika elemen terminasi mengandung resistensi, menyerap beberapa energi, tetapi jika elemen resistif tidak sama dengan Zo saluran, sebagian energi dipantulkan. Jumlah tegangan dipantulkan dapat ditemukan dengan menggunakan persamaan:
ER = tegangan pantulan
Ei = tegangan insiden
RR = Terminasi Resistif
Zo = impedansi karakteristik saluran
Jika Anda mencoba nilai yang berbeda dari RL dalam persamaan di atas, Anda akan menemukan bahwa tegangan pantulan sama dengan tegangan insiden hanya ketika RL sama dengan 0 atau besar tak berhingga. Ketika RL sama dengan Zo, tegangan pantulan tidak terjadi. Ketika RL besar dari Zo, ER positif, tetapi kurang dari Ei. Jika RL meningkat dan mendekati nilai tak terbatas, ER meningkat dan mendekati nilai Ei. Ketika RL lebih kecil dari Zo, ER memiliki nilai negatif. Ini berarti bahwa polaritas tegangan pantulan berlawanan dengan gelombang insiden di terminasi saluran. Jika RL mendekati nol, ER mendekati nilai Ei . Semakin kecil nilai ER, semakin kecil amplitudo puncak gelombang berdiri dan yang lebih tinggi adalah nilai minimum.
TERMINASI RESISTIF LEBIH BESAR DARI Zo
Ketika RL lebih besar dari Zo, ujung saluran agak seperti rangkaian terbuka,hingga gelombang berdiri muncul di saluran. Batas maksimal tegangan muncul di ujung saluran dan juga pada interval setengah gelombang kembali dari ujung. Arus minimum (tidak nol) pada akhir baris dan maksimum di titik ganjil seperempat-gelombang. Karena sebagian dari daya dari gelombang insiden dikonsumsi oleh resistansi beban, tegangan dan arus minimum kurang darigelombang berdiri di saluran terbuka. Gambar 3-34, tampak G, menggambarkan gelombang berdiri untuk kondisi ini.
TERMINASI RESISTIF LEBIH KECIL DARI Zo
Ketika RL kurang dari Zo, terminasi muncul seperti rangkain hubung singkat. Gelombang berdiri ditunjukkan pada gambar 3-34, tampak H. Perhatikan bahwa terminasi saluran arus di LOOP (puncak) dan tegangan di NODE (minimum). Nilai-nilai dari pendekatan maksimum dan minimum tegangan dan arus mendekati untuk saluran hubung singkat dan seperti nilai RL mendekati nol.
Sebuah saluran tidak harus memiliki panjang tertentu untuk menghasilkan gelombang berdiri, meskipun demikian, tidak dapat menjadi saluran yang tak terbatas. Tegangan dan arus harus dipantulkan untuk menghasilkan gelombang berdiri. Agar refleksi terjadi, saluran harus diterminasi tidak dalam karakteristik impedansinya. Refleksi terjadi pada saluran yang diterminasi dengan terbuka, short, kapasitansi, dan induktansi, karena tidak ada energi yang diserap oleh beban. Jika saluran di terminasi dengan resistensi tidak sama dengan impedansi karakteristik saluran, beberapa energi akan diserap dan sisanya akan dipantulkan.
hubungan Tegangan dan arus untuk saluran terbuka dan hubung singkat adalah berlawanan satu sama lain, seperti yang ditunjukkan pada gambar 3-34, tmpak C dan D. Titik-titik maksimum dan minimum tegangan dan arus ditentukan dari ujung output saluran, karena refleksi selalu dimulai pada ujung itu.
STANDING-WAVE RASIO (PERBANDINGAN TEGANGAN BERDIRI)
Pengukuran gelombang berdiri pada saluran transmisi menghasilkan informasi tentang kondisi operasi peralatan. Maksimum daya yang diserap oleh beban ketika ZL = Z0. Jika saluran tidak ada gelombang berdiri, terminasi untuk saluran yang benar dan transfer daya maksimum terjadi.
Anda mungkin telah memperhatikan bahwa variasi gelombang berdiri menunjukkan bagaimana dekat saluran rf diterminasi di Zo. variasi yang luas dalam tegangan di sepanjang panjang saluran transmisi berarti terminasi jauh dari Zo. Sebuah variasi kecil berarti terminasi dekat Zo. Oleh karena itu, rasio maksimum ke minimum adalah ukuran kesempurnaan terminasi saluran. Rasio ini disebut RASIO STANDING-WAVE (SWR) dan selalu dinyatakan dalam bilangan bulat. Sebagai contoh, rasio 1:1 menggambarkan garis diakhiri dalam karakteristik impedansi (Zo).
Voltage Standing-Wave RatioRasio tegangan maksimum tegangan minimum pada saluran disebut VOLTAGE STANDING WAVE RATIO (VSWR)
Garis vertikal dalam formula menunjukkan bahwa nilai yang mutlak dan bahwa dua nilai yang diambil tanpa memperhatikan polaritas. Tergantung pada sifat dari gelombang berdiri, nilai numerik VSWR berkisar dari nilai 1 (ZL = Zo, tidak ada gelombang berdiri) dengan nilai tak terbatas untuk teoritis refleksi lengkap . Karena selalu ada kerugian kecil pada saluran, tegangan minimum tidak pernah nol dan VSWR selalu beberapa nilai terbatas. Namun demikian, jika VSWR adalah untuk menjadi kuantitas yang berguna, kerugian listrik sepanjang garis harus kecil dibandingkan dengan daya yang ditransmisikan.
Power Standing-Wave Ratio
Kuadrat dari rasio gelombang tegangan berdiri disebut POWER STANDING-WAVE RATIO (pswr). Oleh karena itu:
Rasio ini berguna karena instrumen yang digunakan untuk mendeteksi gelombang berdiri bereaksi dengan kuadrat tegangan. KarenaPower sebanding dengan kuadrat tegangan, rasio kuadrat dari tegangan maksimum dan minimum disebut rasio power gelombang berdiri . Dalam arti, nama ini menyesatkan karena powersepanjang jalur transmisi tidak bervariasi.
Current Standing-Wave Rasio
Rasio maksimum arus minimum sepanjang jalur transmisi disebut CURRENT STANDING-WAVE RATIO (iswr). Oleh karena itu:
Rasio ini sama dengan untuk tegangan. Hal ini dapat digunakan di mana pengukuran dilakukan dengan mengambil loop sampel medan magnet sepanjang saluran. Ini memberikan hasil yang sama seperti pengukuran VSWR.
LIHAT JUGA
PENGANTAR
PENENTUAN KARAKTERISTIK IMPEDANSI
REFLEKSI PADA TRANSMISI SALURAN
REFLEKSI DARI TEGANGAN DC DARI SEBUAH RANGKAIAN TERBUKA/OPEN
REFLEKSI DARI TEGANGAN DC DARI RANGKAIAN SHORT
REFLEKSI DARI TEGANGAN AC DARI SEBUAH RANGKAIAN TERBUKA/OPEN
REFLEKSI DARI TEGANGAN AC DARI RANGKAIAN SHORT
Terminasi Sebuah SALURAN TRANSMISI
GELOMBANG BERDIRI /STANDING WAVE PADA SALURAN TRANSMISI
Tidak ada komentar:
Posting Komentar