Diagrama de Lattice_LILIANA

Instituto Tecnológico Superior de Irapuato Ing. Electromecánica Coordinación de aislamiento Primer Parcial Reflexiones y diagrama de Lattice López Cervera Juana Liliana

Docente: MC. José Manuel Luque Nava

TRANSMISIÓN DE SEÑALES. REFLEXIONES Reflexiones: -

-

-

Cuando la señal que recorre un conductor es de alta frecuencia, éste presenta una resistencia (denominada IMPEDANCIA) que depende de las propiedades físicas del conductor y no de su longitud. Cuando el transmisor produce una variación en el voltaje de la señal transmitida (al cambiar un CERO LÓGICO por un UNO LÓGICO, por ejemplo) ésta recorre el conductor como un frente de onda que, al llegar al extremo opuesto sufre un “rebote” produciendo una señal que regresa al transmisor. Los mencionados rebotes representan una fracción de la señal incidente, por lo que cada vez son más pequeños hasta resultar despreciables y estabilizarse.

Reflexiones de la señal ¿Qué provoca una reflexión? Un cambio en la impedancia. -

La señal atraviesa la línea que tiene una impedancia característica Z0.

-

En el extremo de la línea, el receptor tiene una impedancia de entrada RL. • Llamemos B a este extremo de la línea

-

El coeficiente de reflexión (ρ) es el ratio entre ambas impedancias.

-

Cuando la onda reflejada en el receptor llega al emisor se repite el fenómeno.

-

Tras atravesar la línea (Z0) hacia el emisor, la señal encuentra una impedancia de entrada del emisor (R0). •Llamemos A a este extremo de la línea

-

El coeficiente de reflexión en este punto se calcula de manera análoga

Evolución de las reflexiones

-

La onda incidente inicial Vinc sólo tiene en cuenta los elementos que hay en el emisor (V0, R0, Z0).

•En el instante inicial la onda no ha llegado al receptor, por lo que sus características no pueden depender de este último (RL) -

El valor de la tensión se estabiliza VA= VB= V∞ a la llamada tensión asintótica o estado quiescente. •Cuando las reflexiones desaparecen, VA= VB •Esta tensión es la resultante del equivalente Thevenin - La que se obtiene cuando despreciamos el efecto de las reflexiones

Diagrama de Lattice Los diagrama de Lattice fueron introducidos por Bewley y son de gran ayuda cuando se trabaja en el cálculo de ondas viajeras. Un método excelente para conservar el registro de las diferentes reflexiones que ocurren es el diagrama de celosías. En éste se mide el tiempo a lo largo del eje vertical en intervalos de T. sobre

las líneas inclinadas hay un registro de los valores de las ondas incidentes y reflejadas. En el espacio entre las líneas inclinadas se muestra la suma de todas las ondas anteriores y la corriente o el voltaje para el punto que se encuentra en esa área de la carta. También se pueden dibujar diagramas de celosías para la corriente. Sin embargo se debe recordar que el coeficiente de reflexión para la corriente siempre es negativo del coeficiente de reflexión para el voltaje. Parámetros para el diagrama de Lattice •El diagrama de Lattice nos ayuda a calcular la tensión total VA y VB en cualquier momento •La tensión en un extremo corresponde a la suma acumulada de ondas incidentes y reflejadas - Teniendo en cuenta el signo, algunas ondas incidentes y reflejadas reducen el total de tensión •También tiene en cuenta la longitud (L) y velocidad de propagación (τ) de la línea -Para determinar el instante de cada reflexión.

Las reflexiones no necesariamente ocurren en los extremos de la línea. Si se une una línea con otra de diferente impedancia característica (como en el caso de una línea aérea conectada a un cable subterráneo), una onda incidente en la unión se comporta como si la primera línea estuviera terminada en la Zc de la segunda línea. Sin embargo, aquella parte de la onda incidente que no se ha reflejado viajará (como una onda refractada) a lo largo de la segunda línea en cuya terminación podrá ocurrir una onda reflejada. Las bifurcaciones de una línea también originan ondas reflejadas y refractadas.

Debe ser ahora obvio que todo un estudio de los transitorios en líneas de transmisión es, en general, un problema complicado.

¿Cuáles son las restricciones del diagrama de Lattice? Sólo es aplicable cuando emisor y receptor son elementos lineales y resistivos.

¿Qué problemas son provocados por las reflexiones?  Las tensiones excesivas provocadas por la acumulación de las reflexiones:   

Se denominan “overshoot” y “undershoot”; Pueden sobrepasar las tensiones máximas admitidas por la tecnología del receptor; Pueden cruzar varias veces el umbral del receptor, haciendo que una sola transición “lógica” en el emisor sea entendida como una secuencia de valores 1-0-1-…en el receptor.

 Se pueden mitigar o eliminar modificando las impedancias del circuito  Este procedimiento se denomina adaptación de impedancias.

Conclusiones: 

 

Una manera de entender el efecto de la reflexión es, la energía de la onda, al alcanzar el extremo de la línea, en parte es absorbida y disipada por la carga, y en parte es reflejada de nuevo hacia la línea en forma de onda. La mayor o menor intensidad de la reflexión se mide mediante el coeficiente de reflexión. El voltaje en un tiempo y punto dado puede ser determinado gráficamente con la ayuda de un diagrama de Lattice, el cual da una manera visual de representar las ondas viajeras de voltaje y corriente reflejadas.

Bibliografía  Análisis de Sistemas de Potencia John J. Grainger, William D. Stevenson Jr. Primera edición. McGraw-Hill  Sistemas de Potencia. Análisis y Diseño J. Duncan Glover, Mulukutla S. Sarma. Tercera edición Thomson