11. Методы построения временных диаграмм в начале и конце линии с линейной нагрузкой.

Р ассматривая процесс прохождения волны напряжения по линии связи (ЛС), можно построить временные диаграммы напряжений на обоих ее концах. Например, для ЛС с волновым сопротивле­нием Z₀= 93 Ом, на вход кот. подключен генератор ступенча­того напряжения единичной амплитуды, имеющий Z_Г= 25 Ом. Выход линии свободен: Zн = . На рис.8а представлена схема для расчета диаграмм напряжений, а на рис.8б - форма напряже­ния в начале (А) и в конце линии (В).

Значения K_U1, K_U2 и напряжений U_nT рассчитываются по формулам:

При анализе искажений сигналов из-за отражений в электрически длинных линиях связи используется графический метод Бержерона для построения сигналов на входе и выходе линии. Процесс построения осциллограмм U и I на концах линии связи для линейной выполняется в следующей последовательности:

1. В координатах напряжение-ток строятся: а) входная характеристика нагрузочного элемента или экви­валентной нагрузки в конце линии связи (линия 1, рис. 9); б) выходные характеристики управляющего элемента при "0" (линия 2, рис. 9) и "1" (линия 3) на входе или эквивалентные характеристики управляющего двухполюсника на входе длинной линии связи.

2. При передаче отриц. (заднего) фронта импульса из рабочей точки, соответствующей на диаграмме точке пересечения входной ВАХ нагрузки и выходной ВАХ управляющего элемента при "1", проводится линия с наклоном до пересечения с выход. ВАХ управляющего элемента при "0". Полученная точка А₀ соответствуют напряжению и току в начале длинной ЛС в момент времени t = 0.

3 . Из т. А₀ проводится линия с наклоном - до пересечения с входной ВАХ нагрузки. Полученная точка В₁ соответствует напряжению и току на конце ЛС в момент времени Т.

4. Из т. В₁ проводится линия с наклоном + до пересечения с выход. ВАХ управляющего элемента при ”0”. Вновь построенная т. А₂ соответствует напряжению и току в начале ЛС в момент 2Т.

5. Через т. А₂ проводится линия с наклоном - до пересечения с вход. ВАХ нагрузки в т. В₂ , соответствующей напряжению и току на конце ЛС в момент времени 3Т.

6. Проведение линии с наклоном + и - продолжается до тех пор, пока переходная рабочая точка не совпадает с необходимой точностью с точкой установившегося рабочего состояния, т.е. точкой пересечения входной и выходной характеристики при “0”.

7. Считывая I и U на концах ЛС с диаграммы для момента 0,Т,2Т,3Т,4Т и т.д., можно построить осциллограммы U и I на концах ЛС при передаче отриц. фронта импульса.

8. Аналогично строится осциллограмма токов и напряжений на концах электрически длинной ЛС при передаче положит. фронта импульса. В этом случае исходной р. т. является т. пересечения входной характеристики нагрузки с вход. ВАХ управляющего элемента при “0”, а т. установившегося рабочего состояния – точки пересечения входной.

12. Методы согласования имс с длинной линией связи. Особенности согласования.

Эффективным средством устранения помех отражения в линиях связи является согласование, при котором путём установки согласующих резисторов добиваются равенства сопротивлений нагрузки и входного сопротивления генератора волновому сопротивлению линии. При этом коэффициенты отражения равны нулю и отсутствует отражение волны, искажающее форму сигнала.

В большинстве случаев в интегральных схемах , и исходя из этого всё строится:

Во втором случае сопротивление источника питания по переменному току должно быть равно нулю, то есть в цепи питания должен быть установлен шунтирующий конденсатор, обеспечивающий короткое замыкание по переменному току:

А сам источник питания должен иметь низкое динамическое сопротивление.

Ещё один вариант согласования:

В последнем случае требования к источнику питания те же.

Для согласования источника питания с линией используют такую схему:

Для схем эмиттерно-связанной логики такие схемы согласования:

ЭСЛ наиболее быстродействующая, поэтому согласованию тут уделяется наибольшее внимание. Наиболее эффективно здесь включение сопротивлений, подключённых к дополнительному источнику питания (-2В).

При использовании линий связи с ПВХ изоляцией искажение фронтов импульсов всё равно происходит за счёт диэлектрических потерь, потерь на излучение и скин-эффект. Наличие ВЧ компонент, связанных между собой фазовыми соотношениями в импульсном сигнале, определяет качество передаваемого импульса, то есть крутизну фронтов.

Взаимные фазовые соотношения изменяются из-за того, что время прохождения различных гармоник через линию передачи различно.