อะไรคือสาเหตุของการเลิกจ้าง?

ฉันใหม่กับอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และไม่เข้าใจว่าการเลิกจ้างคืออะไรและทำไมจึงจำเป็นโดยเฉพาะอย่างยิ่งในการสื่อสารแบบดิจิตอล

ขอบคุณ

อาจจะเป็นคำอธิบายกลไกเพิ่มเติมที่จะช่วยให้เข้าใจ:

ลองนึกภาพคุณมีเชือกยาวปลายด้านหนึ่งจับจ้องไปที่ผนังอีกปลายหนึ่งถือโดยคุณ คุณสามารถสร้างคลื่นที่แล่นไปตามเชือกได้

(จากhttp://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physing1/node52.html )

ตอนนี้ทำไมถึงเป็นเช่นนั้น ลองนึกภาพเชือกประกอบด้วยชิ้นส่วนขนาดเล็กจำนวนมากแต่ละอันใช้แรงต่อไปและเผชิญหน้ากับแรงจากตัวของมันเอง ลองจดจ่อกับแรงแนวตั้งแล้วบอกว่าแรงนั้นขึ้นอยู่กับระยะทางแนวดิ่งระหว่างชิ้น นี่คือพล็อตที่แสดงกองกำลังจากเพื่อนบ้านและผลรวมของ foreces เหล่านั้น (เช่นทิศทางและความแข็งแกร่งของการเร่งความเร็ว) คลื่นควรเคลื่อนที่จากซ้ายไปขวา:

อย่างที่คุณเห็นส่วนที่ 15 พบกำลังขึ้นและเร่งขึ้น ชิ้นที่ 14 พบแรงเดียวกันลดลงรวมถึงแรงที่มากขึ้นจากส่วนที่ 13 และต่อไป

ในที่สุดชิ้นส่วนบนขอบต่อท้าย (5, 6, 7) กำลังเคลื่อนลงด้านล่าง แต่เร่งขึ้นไปจนกว่าพวกเขาจะหยุดพัก

เกิดอะไรขึ้นที่ผนัง

ส่วนที่ 13 ไม่สามารถเคลื่อนที่ได้และเนื่องจากระยะทางแนวตั้งขนาดใหญ่ถึงอนุภาคที่ 12 ทำให้ไม่มี 12 พบแรงที่ลดลงมาก มันถูกกดลงด้านล่างและในที่สุดคุณก็จะได้คลื่นที่พลิกกลับในแนวนอนเดินทางไปหาคุณ

เกิดอะไรขึ้นถ้าเชือกไม่ได้รับการแก้ไขเลย?

รูปที่เชือกถูกตัดระหว่างชิ้นที่ 12 และ 13 สำหรับรูปสุดท้ายนั่นหมายความว่าไม่มี 12 ตัวที่เกิดแรงขึ้นเท่านั้น ในที่สุดมันจะเพิ่มขึ้นสูงกว่าระดับสูงสุดของคลื่นเช่นปลายแส้และสร้างคลื่นลูกใหม่ที่ไม่พลิกไปด้านหลังเชือก

เกิดอะไรขึ้นถ้าเพื่อนของคุณถือท้ายที่สอง?

ปกติแล้วคลื่นจะถูกเพื่อนดูดซับของคุณราวกับว่าเชือกยังคงอยู่ข้างหลังเขา นี่เป็นเพราะเขาไม่ได้ถือปลายที่มั่นคงเหมือนกำแพง แต่ก็ไม่หลวมเหมือนไม่มีอะไรเลย

โปรดทราบว่าความเร็วของคลื่นขึ้นอยู่กับน้ำหนักรวมทั้งความตึง นี่เป็นเพราะความตึงเครียดเป็นที่มาของแรงที่อธิบายไว้ที่นี่

อุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ทำอะไรได้บ้าง

ในที่สุดการแพร่กระจายสัญญาณจะคล้ายกับการแพร่กระจายของคลื่นบนเชือก ถ้าคุณย่อส่วนท้ายของสายสัญญาณให้ GND คุณจะต้องคงไว้ที่ความเป็นไปได้ที่คงที่เช่นกำแพงและขอบของสัญญาณจะสะท้อนกับสัญญาณแอมพลิจูดที่แตกต่างกัน หากปลายไม่ได้เชื่อมต่อกับสิ่งใดขอบของสัญญาณจะถูกสะท้อนด้วยสัญญาณแอมพลิจูดแบบเดียวกัน คุณสามารถป้องกันการสะท้อนกลับได้โดยเชื่อมต่อสัญญาณกับ GND ผ่านตัวต้านทานเช่นเพื่อนของคุณ เป็นที่ชัดเจนว่าความต้านทานสูงเกินไปเป็นเหมือนสายสัญญาณเปิดและความต้านทานต่ำเกินไปนั้นสั้นเหมือน GND ดังนั้นคุณต้องจับคู่ตัวต้านทานให้ตรงกับค่าที่แน่นอนที่มันแค่ดูดซับสัญญาณ

ในที่สุดออกไปและลองสิ่งนี้ด้วยเชือก อาจเป็นไปได้ว่าคุณสามารถขอให้เพื่อนของคุณจับเชือกให้แน่นขึ้นหรือหลวมได้ตามปกติ แต่โดยปกติผู้คนมักจะจับคู่กับ ... ความต้านทานของเชือกได้ค่อนข้างดี

แก้ไข:

ค้นหาเมื่อวานนี้ แต่ไม่พบ ต่อไปนี้เป็นภาพขอบเขตจากขอบเขตที่เชื่อมต่อโดยตรงกับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าพัลส์พร้อมสายเคเบิลยาวขโมยมาจากhttps://hohlerde.org/rauch/elektronik/kleines/kabelradar/index.de.html :

ลัดวงจรที่ปลายสายเคเบิลคุณจะได้รับการสะท้อนพลิก:

สำหรับสายเคเบิลปลายเปิดคุณจะได้ภาพสะท้อนที่ชัดเจน:

ด้วยการยกเลิกที่ถูกต้องจะไม่มีการสะท้อนกลับ อย่างไรก็ตามการเลิกจ้างนั้นแรงเกินไปเล็กน้อยเนื่องจากคุณยังเห็นการลดลงเล็กน้อย

โดยวิธีการสะท้อนมาถึงประมาณ 20ns ดังนั้น 10ns ต่อทิศทาง ที่ความเร็วแสง 75% นี่แปลว่าสายเคเบิลยาวประมาณ 2.2 ม.

EDIT2:

ฉันสนุกกับการเขียนแบบจำลอง ดังกล่าวข้างต้นเชือกจะถูกแบ่งออกเป็นหลายชิ้นและแรงในแนวตั้งในแต่ละชิ้นจะถูกกำหนดจากระยะทางแนวตั้งของมันไปยังเพื่อนบ้านโดยตรง นี่มันคือ:

ต่อไปนี้เป็นสิ่งที่ช่วยให้ฉันเข้าใจการสิ้นสุดและการสะท้อนกลับ: สมมติว่าคุณมีสายเคเบิลโคแอกเซียลที่ยาวมาก ๆ ถ้าคุณใส่กระแสผ่านมันแรงดันไฟฟ้าจะเป็นเท่าไหร่?

เนื่องจากสายเคเบิลนั้นสั้นที่ปลายไกลคุณจึงคาดหวังว่าแรงดันไฟฟ้าจะอยู่ใกล้กับ 0 แต่ปลายสุดไกลออกไป - ถ้าแรงดันไฟฟ้าเป็น 0 โวลต์ทันทีเราจะสื่อสารเร็วกว่าแสง! แต่สัญญาณจะต้องแพร่กระจายลงไปที่สายเคเบิลที่สั้นแล้วกลับไปที่ใกล้จบอีกครั้งก่อนที่เราจะเห็นสั้น ๆ ที่ปลายของเรา นี่คือสิ่งที่สะท้อน

สัญญาณมีลักษณะเป็นอย่างไรในเวลาก่อนที่การสะท้อนจะมาถึง? สายเคเบิลนั้นมีความต้านทานที่ไม่เป็นศูนย์และความจุที่ไม่เป็นศูนย์ - ทางไฟฟ้ามันเหมือนกับลำดับของตัวเหนี่ยวนำอนุกรมและตัวเก็บประจุ shunt ที่ต่อเนื่องกันเป็นเวลานานและนั่นจะทำให้เกิดการเรียกเก็บเงินจากแหล่งกำเนิดในปัจจุบัน ทางไฟฟ้าดูเหมือนว่าจะเป็นแนวต้าน - นี่เรียกว่าอิมพีแดนซ์ลักษณะ สายโคแอกเซียลที่ยาว 50 โอห์มจะมีลักษณะเหมือนตัวต้านทาน 50 โอห์มทางไฟฟ้า ตัวที่สั้นกว่าจะดูเหมือนตัวต้านทาน 50 โอห์มในช่วงเวลาที่สัญญาณแพร่กระจายลงสู่สายเคเบิล

ในสถานการณ์สมมติของเราจากนั้นการใช้กระแสไฟฟ้ากับสายเคเบิลที่มีความยาวสั้น ๆ ที่ปลายรูปคลื่นของแรงดันไฟฟ้าจะมีลักษณะเป็นจุดสูงสุดสั้น ๆ (ที่มีแรงดันเท่ากับกระแส * คุณสมบัติ _impedance) ตามด้วยการกลับไปที่ หากปลายอีกด้านของสายเคเบิลเป็นวงจรเปิดแทนจะมีลักษณะเป็นจุดสูงสุดสั้นตามด้วยแรงดันไฟฟ้าที่สูงกว่า

สมมติว่าเราไม่ต้องการภาพสะท้อนใด ๆ หากเรายุติโคแอกซ์ด้วยตัวต้านทานที่มีค่าเหมือนกับอิมพีแดนซ์ของสายเคเบิลเราจะจัดเรียง! Coax ดูเหมือนตัวต้านทาน 50 โอห์มในขณะที่สัญญาณกำลังแพร่กระจายและยังคงมีลักษณะเป็นตัวต้านทาน 50 โอห์มเมื่อการแพร่กระจายเสร็จสิ้น - เพราะเราเชื่อมต่อหนึ่งผ่านที่ปลายสุด นี่คือการสิ้นสุด

การเลิกจ้างเป็นสิ่งจำเป็นเมื่อคุณทำงานกับสายส่งสัญญาณและ (ค่อนข้าง) สัญญาณความถี่สูง สัญญาณที่เดินทางไปตามสายส่งนั้นจริง ๆ แล้วเดินทางเป็นคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้าและคลื่นนี้สามารถสะท้อนได้จากความไม่ต่อเนื่องใด ๆ ในสายเนื่องจากการเปลี่ยนแปลงอิมพีแดนซ์ ผลกระทบที่แน่นอนนี้คือสิ่งที่ทำให้แสงสะท้อนออกจากสระน้ำหรือชิ้นส่วนของกระจก การเลิกจ้างหมายถึงการเพิ่มตัวต้านทานที่ส่วนท้ายของสายส่งเพื่อดูดซับสัญญาณที่เดินทางไปตามเส้นและป้องกันการสะท้อนกลับ ตัวต้านทานที่ยกเลิกจะต้องจับคู่กับอิมพีแดนซ์ของสายเพื่อไม่ให้เกิดความไม่ต่อเนื่องและการสะท้อนกลับที่เกิดขึ้น

สิ่งนี้มีความสำคัญอย่างยิ่งในระบบดิจิตอลความเร็วสูงเนื่องจากการสะท้อนแสงเหล่านี้อาจทำให้เกิดสัญญาณรบกวนระหว่างสัญลักษณ์ซึ่งทำให้เกิดข้อผิดพลาดบิต อนึ่ง Intel พบปัญหานี้ขณะที่เร่งความเร็วของซีพียู พวกเขาถูกบังคับให้จ้างวิศวกร RF จำนวนมากเพื่อออกแบบแผงวงจรหลักให้ทำงานอย่างถูกต้องด้วยความเร็วสูง

สำหรับการใช้งาน RF ส่วนใหญ่สายส่งมักจะถูกยกเลิกด้วยตัวต้านทานต่อกราวด์ อย่างไรก็ตามในแอปพลิเคชั่นดิจิตอลบางครั้งมันก็มีประโยชน์ในการยุติบรรทัดด้วยสองวิธีที่แตกต่างกัน สำหรับรถเมล์บางแห่งแรงดันในการเลิกจ้างที่ 1/2 Vcc จะถูกนำมาใช้เพื่อให้ความแรงของไดรฟ์ที่ต้องการสำหรับทั้งการดึงขึ้น - ลงและการดึงลงจะมีความสมมาตรส่งผลให้ประสิทธิภาพดีขึ้น นี่เป็นเรื่องปกติสำหรับบัสหน่วยความจำความเร็วสูงรวมถึง DDR2 และ DDR3 สำหรับสายที่แตกต่างกันสไตล์การเลิกจ้างทั่วไปคือตัวต้านทานหนึ่งตัวที่เชื่อมต่อตัวนำทั้งสองโดยตรงเมื่อเทียบกับตัวต้านทานแต่ละตัวกับพื้น

สัญญาณ AC ที่เคลื่อนที่ไปตามเส้นลวดจะถูกสะท้อนที่ปลาย สัญญาณที่สะท้อนนี้จะรวมกับสัญญาณ "ของจริง" และทำให้เกิดการรบกวน การสิ้นสุดมักจะหมายถึงการใส่ตัวต้านทานในตอนท้าย สิ่งนี้ทำให้จุดสิ้นสุดของบรรทัดทำงานเหมือนความยาวของเส้นลวดที่ไม่มีที่สิ้นสุด (โดยไม่มีจุดสิ้นสุดดังนั้นจึงไม่มีการสะท้อนกลับ)

ค่าของตัวต้านทานขึ้นอยู่กับความต้านทานของสาย นี่คือเหตุผลที่มีค่าตัวต้านทานการเลิกจ้างที่เฉพาะเจาะจงที่จะต้องใช้สำหรับประเภทของสายหรือรถบัสที่เฉพาะเจาะจง