¿Por qué no nos importa igualar la impedancia de entrada de los amplificadores que no son de RF?

¿Qué provoca el reflejo? ¿Por qué no ocurre con otras frecuencias? (si no lo hace)

Los reflejos ocurren en todas las frecuencias cuando hay un desajuste en las impedancias. A bajas frecuencias, como el audio, estos reflejos son difíciles de ver, pero están ahí de todos modos. Generalmente se dice que las reflexiones son significativas cuando la frecuencia es lo suficientemente alta Y la interconexión entre el emisor y el receptor es lo suficientemente larga. En algún lugar del orden de una décima parte de una longitud de onda o más grande es una regla general.

A 20 kHz, la longitud de onda (al 100 % de la velocidad del cable de la luz) es de unos 15 kilómetros y si tuviera un cable de unos 1,5 km de longitud, podría empezar a ver el efecto de los reflejos.

Sin embargo, si tuviera un transmisor de 100 MHz, podría ver el efecto de los reflejos a 300 mm.

Considere una batería y una bombilla. La bombilla está conectada a la batería con un interruptor. La batería y el interruptor están en un extremo de un cable sin pérdidas de 10 km y la bombilla está en el otro extremo. Cuando el interruptor se cierra, ¿cuánta corriente se extrae de la batería? - ¿Cómo puede saber la batería cuánta corriente suministrar en ese instante? La respuesta es que no puede: suministra lo que exige el cable y, para un cable de 50 ohmios, se suministra una corriente adecuada. Si el voltaje fuera de 10 V, la corriente sería de 200 mA.

Este viaja por el cable (a una potencia de 2W) hasta que golpea la bombilla. La bombilla puede tener una impedancia de (digamos) 100 ohmios; solo quiere 100 mA a 10 V, pero obtiene 200 mA; hay una falta de coincidencia y el exceso de energía se refleja en el cable hacia la batería y el interruptor. Esta energía no se puede disipar en la batería, por lo que se refleja de un lado a otro. Por supuesto, el cable tiene pérdidas reales y estas consumen este reflejo y el sistema se estabiliza con 100 mA fluyendo por el cable. Esta es una explicación simplificada.

¿Te ayuda esto a entender?

Si el circuito en los extremos de un cable no coincide con la impedancia característica del cable, entonces una parte de la energía que se envía por el cable se reflejará en el punto de desajuste de la impedancia. Si el extremo "emisor" del cable tiene una impedancia casi infinita o casi cero, mientras que el extremo receptor tiene una impedancia que es la mitad o el doble de la impedancia característica del cable, entonces cuando llega una señal a la carga, la mitad de la la energía alimentará la carga y la otra mitad se reflejará. Al llegar al extremo de la fuente, la mayor parte de esa energía reflejada se volverá a reflejar hacia la carga. Cuando ese montón de energía llega a la carga, la mitad irá a la carga y la otra mitad (es decir, 1/4 de la energía original) se reflejará una vez más hacia la fuente.

El efecto neto es que si una señal tarda, por ejemplo, 10 ns en atravesar un cable, la carga recibirá la mitad de la energía de un pulso 10 ns después de enviarse, una cuarta parte 30 ns después de enviarse, una octava parte 50 ns después de enviarse. , etc. Después de 190ns habrá recibido el 99,9% de la energía, y después de 390ns habrá recibido el 99,9999%.

En las frecuencias de audio, el hecho de que la energía que debería entregarse de una sola vez se distribuya en múltiples "fracciones" separadas por unos pocos nanosegundos no es un problema, pero en frecuencias más altas tales reflejos son un gran problema. La medida en que la energía a una frecuencia particular se distribuye a lo largo del tiempo es una función de la fracción de la energía que se entrega en cada paso a través del cable y el porcentaje de un período de onda que se requiere para cada recorrido. Si el tiempo de ida y vuelta es una millonésima parte de un período de onda, no importará si solo se entrega 1/1000 de la energía en cada travesía. Por otro lado, si el tiempo de ida y vuelta es significativo en relación con el período de la ola, puede ser importante asegurarse de que el 99 % de la energía se entregue en el primer intento.