¿Cuál es la diferencia entre una impedancia de línea y una impedancia característica?

Estoy pensando esto desde hace mucho tiempo.

En el caso de Circuitos Digitales,

Sé que, cada vez que una señal incide en un trazo de PCB, por ejemplo, puede haber una puerta AND, que acaba de cambiar la salida a 1. Entonces, una señal (o un frente de onda) tiene que viajar a lo largo del trazo y experimenta la impedancia característica. Que generalmente viene dado por,

R + j ω L GRAMO + j ω C

Además, en el caso de los circuitos digitales, nos preocupa más el tiempo de subida (que en realidad es una señal de muy, muy alta frecuencia) y no la frecuencia. Por lo tanto, creo que cuando el voltaje incide en la traza de PCB, estamos considerando la 'Respuesta de impulso' de la traza. ¿Correcto? Por favor, corríjame si estoy equivocado

Volviendo a la ecuación anterior, ajustando L y C (es decir, el ancho del trazo y la distancia entre el trazo y el lugar del suelo) puedo regular la impedancia de la línea. Dado que queremos tener la "Integridad de señal alta", queremos mantener los 50 ohmios (o cualquier otra impedancia predefinida) en toda la línea.

Ahora llegando a mi verdadera pregunta,

En el caso de RF (radiofrecuencia), digamos que tenemos una entrada de RF de 980MHz. Luego también especificamos la traza de impedancia, nuevamente generalmente será de 50 ohmios. Pero, en el caso de la entrada de RF, tenemos la onda sinusoidal como entrada y no la onda cuadrada. Por lo tanto, mi requisito de tiempo de subida no entrará en escena. (¿¿bien??). ¿Cómo y por qué mantenemos todavía la traza de impedancia?

Si tienes algún buen material de estudio, ¡sería genial también!

Respuestas (1)

Creo que, cuando el voltaje incide en la traza de PCB, estamos considerando la 'Respuesta de impulso' de la traza. ¿Correcto? Por favor, corríjame si estoy equivocado

La impedancia característica ( Z 0 ) nunca puede mantenerse constante en un rango de frecuencias para cualquier señal porque, (por ejemplo) una señal digital típica puede abarcar CC y frecuencias altas. Básicamente en DC Z 0 tiene un valor y en HF tiene otro valor: -

Z 0 ( D C ) = R GRAMO  y  Z 0 ( H F ) = L C

Para el audio, existe el valor intermedio habitual basado en que R y C son dominantes: -

Z 0 ( A tu D I O ) = R j ω C

Importante para mantener la integridad de la señal es lo que sucede al final de la línea de transmisión y eso se llama "coincidencia". Hacemos coincidir con una impedancia equivalente para que no se produzcan reflejos. Los reflejos ocurren porque la energía que viaja por la línea de transmisión llega al final y la impedancia no coincide con las ondas V e I de la energía enviada. El desajuste de la potencia neta solo puede rebotar hacia atrás.

Para frecuencias muy bajas, esto no importa, pero a medida que las frecuencias aumentan, este problema empeora progresivamente y, como regla general, decimos que a medida que la longitud de la línea de transmisión se acerca a una décima parte de la longitud de onda de la señal, transportes, deberíamos considerar terminar la línea de transmisión con una impedancia adecuada. Esto evita reflejos que pueden alterar la integridad de la señal o causar lo que se conoce como ondas estacionarias.

Nunca escuché que se llame "respuesta de impulso", pero no me sorprendería si está bien hacerlo. Pero hay razones más amplias para referirse a él como "coincidir con la impedancia de línea".

¿Cómo y por qué mantenemos todavía la traza de impedancia?

Por qué : para evitar que los reflejos interrumpan una señal o le causen una distorsión inaceptable.

Cómo : modificación del ancho de la traza, espacio libre entre la traza y el plano de tierra y la constante dieléctrica del material de la placa de circuito impreso.

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