Несбалансированная линия - Unbalanced line
В электротехника, несбалансированная линия это линия передачи, довольно часто коаксиальный кабель, проводники которых имеют неравные сопротивление относительно земли; в отличие от сбалансированная линия. Микрополоска и однопроводные линии также являются несимметричными линиями.
Общее описание
Любая линия с другим импедансом обратного пути может считаться несимметричной линией. Однако несимметричные линии обычно состоят из проводника, который считается сигнальной линией, и другого проводника, который считается сигнальной линией. заземленный, или сам заземляется. Заземляющий провод часто имеет форму плоскость земли или экран кабеля. Заземляющий провод может быть и часто является общим для нескольких независимых цепей. По этой причине заземляющий провод может называться общий.
Телеграфные линии
Самое раннее использование несимметричных линий передачи было для электрический телеграф коммуникации. Они состояли из одиночных проводов, натянутых между полюсами. Обратный путь для тока изначально был предусмотрен отдельным проводником. Некоторые ранние телеграфные системы, такие как Шиллинга экспериментальный игольчатый телеграф (1832) и Пятиигольный телеграф Cooke & Wheatstone (1837), используемый британскими железными дорогами, требовал нескольких кодовых проводов. По сути, они были параллельная шина кодирование. В этих системах стоимость обратного проводника была не столь значительной (один проводник из семи для самого раннего игольчатого телеграфа Шиллинга).[1] и один из шести проводников телеграфа Кука и Уитстона[2]), но количество кодирующих проводов постепенно уменьшалось с улучшенными системами. Вскоре потребовался только один кодирующий провод для передачи данных. серийно. Важными примерами этих однопроводных систем были Телеграф Морзе (1837) и Одноигольный телеграф Cooke & Wheatstone (1843). В таких системах стоимость обратного проводника составляла полностью 50% стоимости кабеля. Было обнаружено, что обратный проводник можно заменить на обратный путь через Землю, используя заземление шипы. Использование возврата земли позволило значительно сэкономить и быстро стало нормой.
Подземные телеграфные кабели в большие здания или между станциями часто необходимы для проведения нескольких независимых телеграфных линий. Эти кабели имели форму нескольких изолированных проводов, окруженных металлическим экраном и общей защитной оболочкой. В таких кабелях экран может использоваться как обратный провод. Подводные телеграфные кабели обычно представляли собой одиночный провод, защищенный броня из стальной проволоки, по сути, коаксиальный кабель. Первый трансатлантический кабель такого типа был построен в 1866 году.
Рано телефон линии (телефон изобретен в 1876 г.) использовали ту же схему линии передачи, что и телеграф несбалансированных одиночных проводов. Однако телефонная связь начала страдать после повсеместного внедрения линий электропередач. Телефонная связь начала использоваться сбалансированные линии для борьбы с этой проблемой, и современной нормой для телефонной презентации является сбалансированная витая пара кабель.
Коаксиальные линии
А коаксиальная линия (коаксиальный) имеет центральный сигнальный провод, окруженный цилиндрическим экранирующим проводником. Экранный провод обычно заземлен. Коаксиальный формат был разработан во время Вторая Мировая Война для использования в радар. Первоначально он был построен из жестких медных труб, но сегодня обычная форма - это гибкий кабель с экраном в оплетке. Преимущества коаксиального кабеля - теоретически совершенный электростатический экран и очень предсказуемые параметры передачи. Последнее является результатом фиксированной геометрии формата, которая приводит к точности, недостижимой для незакрепленных проводов. На открытые проводные системы также влияют близлежащие объекты, изменяющие структуру поля вокруг проводника. Коаксиальный кабель не страдает от этого, поскольку поле полностью удерживается внутри кабеля из-за окружающего экрана.
Коаксиальные линии являются нормой для соединений между радиопередатчиками и их антеннами, для соединения электронного оборудования, где высокая частота или выше, и ранее широко использовались для формирования локальные сети до того, как для этой цели стала популярной витая пара.
Триаксиальный кабель (триаксиальный) - это вариант коаксиального кабеля со вторым экранированным проводником, окружающим первый, со слоем изоляции между ними. Внешние проводники не только обеспечивают дополнительное экранирование, но и могут использоваться для других целей, например, для подачи питания на оборудование или управляющие сигналы. Triax широко используется для подключения камер в телестудии.
Планарные технологии
Линии передачи плоского формата представляют собой плоские проводники, изготовленные на подложке с помощью ряда технологий. Это почти всегда несбалансированный формат. На низком скорости передачи раннего телеграфа нужно было только учесть теория линий передачи для схемотехники, когда передача проходила на много миль. Точно так же звуковые частоты используемые телефонами относительно низки, и теория линий передачи становится значимой только для расстояний, по крайней мере, между зданиями. Однако на более высоком радиочастоты и микроволновая печь соображения по линии передачи частот могут стать важными внутри устройство, всего в сантиметрах. При очень высоких скоростях передачи данных, обрабатываемых современными компьютерные процессоры, соображения по поводу линии передачи могут быть важны даже внутри отдельного человека. Интегральная схема. Планарные технологии были разработаны для таких небольших приложений и не очень подходят для передачи на большие расстояния.
- Полосковая линия
Полосковая линия представляет собой плоский проводник с заземляющей пластиной как над проводником, так и под ним. Вариант полосковой линии, когда пространство между двумя плоскостями земли полностью заполнено диэлектрик материал иногда называют триплат. Полосковую линию можно изготовить путем вытравливания рисунка линии передачи на печатная плата. Нижняя часть этой платы полностью покрыта медью и образует нижнюю заземляющую пластину. Вторая доска зажимается поверх первой. На этой второй плате нет рисунка снизу, а наверху - просто медь, образующая верхнюю заземляющую поверхность. Лист медной фольги может быть обернут вокруг двух плат, чтобы электрически соединить две заземляющие поверхности вместе. С другой стороны, полосковая линия для приложений с высокой мощностью, таких как радар, скорее всего, будет выполнена в виде сплошных металлических полос с периодическими диэлектрическими опорами, в основном из воздушного диэлектрика.
- Микрополоска
Микрополоска аналогичен полосковой линии, но открыт над проводником. Над линией передачи нет диэлектрической или заземляющей пластины, есть только диэлектрик и заземляющая пластина под линией. Микрополосковый формат - популярный формат, особенно в отечественной продукции, поскольку микрополосковые компоненты могут быть изготовлены с использованием установленных технологий производства печатных плат. Таким образом, дизайнеры могут смешивать дискретный компонент схемы с микрополосковыми компонентами. Кроме того, поскольку плата все равно должна быть изготовлена, компоненты микрополосков не требуют дополнительных затрат на изготовление. В приложениях, где производительность важнее стоимости, вместо печатной схемы можно использовать керамическую подложку. У Microstrip есть еще одно небольшое преимущество перед полосковой линией; ширина линий шире в микрополосках для тех же сопротивление и, таким образом, производственные допуски и минимальная ширина менее важны для линий с высоким сопротивлением. Недостатком микрополосковой печати является то, что режим передачи не совсем поперечный. Строго говоря, стандартный анализ линии передачи неприменим, поскольку присутствуют другие режимы, но он может быть полезным приближением.
- Интегральные схемы
Соединения внутри интегральных схем обычно являются планарными, поэтому плоские линии передачи являются естественным выбором там, где они необходимы. Потребность в линиях электропередачи чаще всего встречается в СВЧ интегральные схемы (ВПК). Существует множество материалов и технологий, используемых для изготовления MIC, и линии передачи могут быть сформированы по любой из этих технологий.
Плоские линии передачи используются не только для соединения компонентов или блоков вместе. Сами они могут использоваться как компоненты и агрегаты. Таким образом можно использовать любой формат линии передачи, но для планарных форматов это часто является их основной целью. Типичные схемные блоки, реализованные линиями передачи, включают: фильтры, ответвители направлений и делители мощности, и согласование импеданса. На микроволновых частотах дискретные компоненты должны быть непрактично малыми, и решение для линии передачи является единственным жизнеспособным. С другой стороны, на низких частотах, таких как аудио приложения, устройства линии передачи должны быть непрактично большими.
Передача энергии
Распределение электроэнергии обычно осуществляется в виде сбалансированной трехфазной передачи. Однако в некоторых удаленных местах, где требуется относительно небольшое количество энергии, однопроводное заземление система может быть использована.
использованная литература
Список используемой литературы
- Хурдеман, Антон А., Всемирная история телекоммуникаций, Джон Уайли и сыновья, 2003 г. ISBN 0471205052.
- Curran, J.E .; Jeanes, R .; Сьюэлл, H, «Технология тонкопленочных гибридных микроволновых схем», Транзакции IEEE по деталям, гибридам и упаковке, т. 12, вып. 4 декабря 1976 г.