ElectroYou

buonasera a tutti,
una domanda di teoria.

All'università in propagazione guidata ho ricordi di aver studiato le linee di trasmissione alimentate da generatori sinusoidali ad alta frequenza. Per questi circuiti si studiavano gli stub di terminazione per evitare "rimbalzi" e riflessioni, adattando la linea per la frequenza (portante) del generatore in ingresso e considerando la lunghezza della linea stessa. Gli "stub" sono reti reattive (hanno una parte resistiva e una reattiva).

In applicazioni pratiche, invece, per linee di comunicazioni seriali (come DMX, CANBUS...) con impulsi digitali in alta frequenza in genere si utilizza una terminazione solo resistiva ai capi della linea di trasmissione, e si danno (come standard del protocollo) indicazioni sulla massima lunghezza dei cavi di comunicazione.

E' vero che sono problemi diversi (il primo caso considera un generatore sinusoidale periodico, il secondo una comunicazione digitale seriale...) ma per quale motivo nel secondo caso si utilizza solo una resistenza e non elementi reattivi per l'adattamento della linea?

grazie per l'attenzione.

perché lo stub permette di adattare solo ad una particolare frequenza o comunque su una banda stretta... la terminazione resistiva lavora invece se ben progettata a banda molto più larga, e i segnali reali ( e quelli digitali in particolare ) occupano in frequenza una banda larga

Nelle trasmissioni digitali i fronti di salita e discesa sono ripidissimi, con un contenuto armonico molto importante, e la presenza di componenti in c.c.

Il doppino è di fatto un condensatore e, immagino, in primo luogo l'induttanza sarebbe controproducente introducendo oscillazioni.

Nel caso da te ricordato, immagino, hai a che fare con una unica frequenza invece.

In applicazioni pratiche, invece, per linee di comunicazioni seriali (come DMX, CANBUS...) con impulsi digitali in alta frequenza in genere si utilizza una terminazione solo resistiva ai capi della linea di trasmissione, e si danno (come standard del protocollo) indicazioni sulla massima lunghezza dei cavi di comunicazione.

Sono impulsi e quindi formati da tante frequenze che se prese una per una sono sinusoidi.

E' vero che sono problemi diversi (il primo caso considera un generatore sinusoidale periodico, il secondo una comunicazione digitale seriale...) ma per quale motivo nel secondo caso si utilizza solo una resistenza e non elementi reattivi per l'adattamento della linea?

Non sono problemi + così tanto diversi, mettere anche se servisse uno stub funzionerebbe ad una sola frequenza.
Unica possibilità è avere generatore linea e carico adattati per non avere riflessioni e poter raggiungere la massima velocità del canale.

sono d'accordo, ma rimane comunque il seguente dubbio:
se è vero che una resistenza da sola riesce ad adattare bene su una banda larga (quindi tutte le frequenze di tale banda sono adattate e non avvengono riflessioni) allora perché usare lo stub con elementi reattivi per una sola frequenza?

Io mi sono dato la seguente risposta, ma che è qualitativa e non essendo sicuro vorrei condividerla con voi.

Le linee di trasmissione dati digitali (vedi DMX, CANBUS...) prevedono una resistenza di terminazione, e viene data una massima lunghezza sugli standard di protocollo per la linea di trasmissione dati.
Questo perché il contenuto armonico dei segnali digitali sui fronti è elevato, tanto da dover considerare la linea dati come linea di trasmissione (e non un circuito a parametri concentrati).
Cioè, utilizzando una resistenza di terminazione pari alla impedenza caratteristica dei cavi, questa assorbirà l'impulso, le riflessioni saranno minimizzate e ciò non darà troppo fastidio per i segnali in gioco.

Invece, gli stub si progettano per frequenze fisse e molto più elevate (GHz) o per microonde. E occorre usare per l'adattamento gli stub (cioè delle impedenze, con elementi reattivi) considerando come parametro di progetto anche la lunghezza "effettiva" della linea di trasmissione (carta di Smith). Probabilmente perché a tali frequenze, pensare di avere un carico puramente resistivo è difficile ed occorre considerare necessariamente tutti gli elementi parassiti/reattivi del carico, e adattarli.

Siete d'accordo?
Spesso si applicano i modelli di progetto per problemi diversi, mentre capire quale è il confine "fisico" tra un modello e l'altro non è così semplice o è un argomento che si tratta poco.

mmmm...credo di aver scritto una cavolata o per lo meno bisogna inquadrare bene il problema...

gli stub essendo reattivi adattano senza introdurre perdite. I carichi resistivi invece adattano "assorbendo", quindi un impiego ben diverso.

Per intenderci con elementi reattivi si realizzano le reti di impedenza IN/OUT dei dispositivi attivi, coi carichi resistivi si "chiudono" le linee per evitare riflessioni.

Ma quindi di solito si chiudono su resistenze linee "derivate", insomma il segnale deve aver già preso un'altra via altrimenti muore anche lui nel carico. Per esempio si chiudono su resistenze alcune porte degli accoppiatori direzionali.

L'altra ipotesi è creare una struttura che assorba solo le armoniche, per esempio con accoppiatori direzionali sintonizzati su esse e chiusi su carico.

Insomma oltre alla resistenza ci deve essere qualche struttura "filtrante"