Simule líneas de transmisión de RF a bajas frecuencias

Puede simular una línea de transmisión con muchos inductores en serie y capacitores en paralelo, pero eso es un gran problema y no estoy seguro de que le brinde la información que realmente desea.

En realidad, no es tan difícil ver los efectos obvios de la línea de transmisión a altas frecuencias si tiene un osciloscopio. Si su club de electrónica no tiene uno, sería un gran equipo para pedir. Mientras tanto, encuentre alguna empresa en el área que haga productos electrónicos y esté dispuesta a ayudar a los estudiantes de secundaria. Sospecho que la mayoría de ellos estarían encantados de ayudar si se les pide.

Hicimos esto en un laboratorio en la universidad, y recuerdo que me sorprendió lo claros y obvios que fueron los resultados. Consigue un carrete de cable. Coaxial sería genial, pero 100 pies de cable de par trenzado de ethernet también funcionará bien. Lo más probable es que quien maneje la red en su escuela tenga un carrete de "CAT5" o un cable similar que pueda prestarle.

Use un generador de señal o un circuito simple con una salida digital que produzca una onda cuadrada. Conecte tierra y esta onda cuadrada a un extremo de un par trenzado y acceda al otro extremo del mismo par trenzado.

Primero, mire la señal inyectada en el extremo de transmisión con y sin una resistencia de aproximadamente 50 Ω en serie. Especialmente con la resistencia, debería poder ver los escalones a medida que el reflejo del otro extremo regresa al extremo de transmisión. Ahora puede colocar una resistencia de 50 Ω en el otro extremo y ver el efecto que tiene en el extremo de transmisión. También mire la señal en el otro extremo con y sin cada una de las resistencias en su lugar. Creo que verá artefactos claros de los reflejos, y cómo las cosas se calman pero tienen la mitad del voltaje con las resistencias en su lugar.

Otras cosas que debe hacer es ajustar las resistencias para que suenen al mínimo, lo que significa encontrar la impedancia característica de la línea. También sería un ejercicio interesante medir el tiempo total de propagación a través del cable, medir la longitud del cable y calcular la velocidad de propagación real en ese cable. Te sorprenderá lo que encuentres.

Es posible que desee hacer un modelo mecánico en su lugar. Eso haría mucho más fácil conseguir algo que funcione a frecuencias tan bajas que puedas ver el efecto a simple vista.

Como este famoso video de Bell Labs , donde el Dr. JN Shive explica las ondas para que un profano pueda entenderlas :-)

Esa es una idea interesante. (Me desharía de las R) Tuve la idea de juntar diferentes longitudes de (digamos) coaxial de 50 ohm y 75 ohm, el objetivo final es hacer redes de adaptación de impedancia de 1/4 de longitud de onda. (Y otras estructuras). El problema es que para longitudes razonables de cable coaxial se necesitan frecuencias bastante altas. Sería bueno hacer que algo funcione a frecuencias más bajas (por ejemplo, 10-20 MHz) como las que están disponibles con generadores de señales económicos. Un problema que me pregunto con el enfoque de elementos agrupados es ¿cuántos elementos necesita? Tienes una estructura discreta frente a una continua, en algún momento aparecerá la discreción. (Este es quizás solo un comentario largo y lo eliminaré si/cuando alguien se queje).