Leitungsgebundene Übertragung - steudler

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STR - ING Übertragungstechnik LEI - 40 ______________________________________________________________________ Beispiele: TK 1 2 3 4 Z0=50 TD=50N TK 1 2 3 4 Z0=50 F=30MEG NL=1.5 TK 1 2 3 4 Z0=50 F=5MEG In neueren PSPICE Ausgaben lässt sich TLOSSY als „Part“ abrufen. 5.3 Bergeron Diagramm In der digitalen Übertragungstechnik werden immer schnellere Signale mit immer steileren Flanken eingesetzt. In der Regel können dabei die Leitungen als verlustlos und nicht dispersiv betrachtet werden. Aber trotzdem müssen die anderen Leitungseigenschaften wie Reflexion und Abschlüsse berücksichtigt werden. Das Bergeron- Verfahren erlaubt eine rasche graphische Abschätzung des Leitungsverhalten bei digitalen Signalen. 5.3.1 Geltungsbereich der Leitungstheorie Wann muss die Leitungstheorie zur Beurteilung von elektrischen Verbindungen herangezogen werden? Massgebend ist das Verhältnis der Anstiegszeit trise der übertragenen Signale zur Signallaufzeit t l auf der Leitung. Für tr < 5 t l muss das Übertragungsverhalten nach leitungstheoretischen Gesichtspunkten behandelt werden. Zur Illustration dieser Aussage seien die kurzgeschlossene und die leerlaufende Leitung auf den folgenden Seiten näher betrachtet. Rechnet man die Grenze tr = 5 t l in Leitungslänge um, so ergibt sich folgende kritische Leitungslänge, oberhalb welcher der Einfluss der verteilten Leitungseigen- schaften zu berücksichtigen ist l ≥ l l ⋅ = ⋅ v tr 5 k c ⋅ tr 5 ; k = 1 ε r ⋅ µ r krit = 6 ⋅ tr ε r µ r ε , µ = Länge in cm t r = Signalanstiegszeit in ns = Materialkonstanten des Füllmaterials r r 5-10 ───────────────────────────────────────────────────────────────── Kurt Steudler Leitungsgebundene Übertragung str
STR - ING Übertragungstechnik LEI - 41 ______________________________________________________________________ 5.3.2 U - I - Diagramme Quelle und Last einer Leitung können als Eintore dargestellt werden. Für Eintore (linear und nicht linear) kann eine U-I-Kennlinie erstellt werden: Wenn ein Eintor Schalter (nichtlinear, diskret) enthält, wird für jeden Schalterzustand eine Kennlinie erstellt. R I U U R Fig. 5-3 Einfache U - I - Kennlinie 5.3.3 Arbeitspunkteinstellungen I ───────────────────────────────────────────────────────────────── Kurt Steudler Leitungsgebundene Übertragung str R1 U l R2 • S • I U U S zu S offen Fig. 5-4 Quellenkennlinie mit Schalter Werden zwei Eintore zusammengeschaltet, so stellt sich der Schnittpunkt der Kennlinien als Arbeitspunkt ein. dabei ist auf eine eindeutige Richtung der Bezeichnungen der Ströme und Spannungen zu achten: bei beiden Eintoren müssen die Bezeichnungen gleichgerichtet sein! Hat ein Eintor zwei Kennlinien (enthält z.B. Schalter) treten zwei Arbeitspunkte auf. In der Regel kann man jedem Arbeitspunkt eine Schalterstellung zuordnen. R1 U l R2 S • I U Fig. 5-5 Arbeitspunkteinstellung • RL S offen S zu Soweit die Statischen Definitionen und Festlegung der Arbeitspunkte. Die Frage stellt sich nun: Wie gehen der Strom und die Spannung am Ende und Anfang einer Leitung von einem Arbeitspunkt zum anderen? 5.3.4 Wellenausbreitung Zwei Eintore werden mit einer Leitung, gekennzeichnet mit einem bestimmten Wellenwiderstand R0 und einer Laufzeit t l verbunden. U • • RL I I
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