Cos'è ElectroYou | Login Iscriviti

ElectroYou - la comunità dei professionisti del mondo elettrico

Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Elettronica lineare e digitale: didattica ed applicazioni

Moderatori: Foto Utentecarloc, Foto Utenteg.schgor, Foto UtenteDirtyDeeds, Foto UtenteBrunoValente, Foto UtenteIsidoroKZ

2
voti

[21] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto Utentegvee » 11 mar 2018, 12:48

Foto UtenteIanero, torno un momento sull'argomento perché rileggendo:

inaero ha scritto:
gvee ha scritto:Perché prendi in considerazione la circonferenza di conduttanza unitaria per Y=0 se i due stub devono lavorare in circuito aperto?

Y=0 qui non c'entra niente, sarebbe un aperto, ovvero rappresenterebbe un solo punto nel piano complesso e non una circonferenza.


mi viene il dubbio che la mia considerazione sulla posizione della circonferenza di g = 1
gvee ha scritto:da quello che capisco, dato che gli stub devono lavorare a circuito aperto devo tracciare la circonferenza unitaria della carta di Smith Y \odot_Y (dato che quella di Z corrisponde ad un corto circuito per le ammettenze)

sia sbagliata, ed allora in tal caso la soluzione dovrebbe essere cercata sulla circonferenza di R = 1:



Aggiungo che comunque tutti gli esempi che trovo sono un copia incolla dell'esempio del Pozar, e nessuno spiega comunque il perché di alcuni passaggi, della serie "sono tutti geni con il cervello degli altri".

Volevo approfittarne per chiarire un dettaglio riguardo all'esempio 5.4 pag. 243 del Pozar. Cito direttamente un pezzo dell'esempio:

Problem:
Design a double-stub shunt tuner to match a load impedance Z L = 60 − j80 Ω to a 50 Ω line. The stubs are to be open-circuited stubs and are spaced λ/8 apart. Assuming that this load consists of a series resistor and capacitor and that the match frequency is 2 GHz, plot the reflection coefficient magnitude versus frequency from 1 to 3 GHz."

Solution:
The normalized load admittance is y L = 0.3 + j0.4, which is plotted on the Smith chart of Figure 5.9a. Next we construct the rotated 1 + jb conductance circle by moving every point on the g = 1 circle λ/8 toward the load.
continue...

pozar_sshot.png


Non capisco perché sposta la circonferemza in direzione del carico.. La direzione WTL e WTG non dovrebbe essere la stessa, lavorando con la Smith chart Z e/o Y ?
Avatar utente
Foto Utentegvee
265 1 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 104
Iscritto il: 11 feb 2018, 20:34

2
voti

[22] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto UtenteIanero » 11 mar 2018, 13:27

gvee ha scritto:Non capisco perché sposta la circonferemza in direzione del carico.. La direzione WTL e WTG non dovrebbe essere la stessa, lavorando con la Smith chart Z e/o Y ?


Sì, certo che è la stessa, sono i punti di partenza ad essere diversi. Provo a chiarirti questo punto.
Invece di vedere la situazione ragionando in termini di in direzione del carico o in direzione del generatore, che non la rende chiara se non hai già ben chiaro come funziona la carta di Smith, ti suggerisco di vedere tutto in termini di coefficiente di riflessione e relative trasformazioni in Z o Y.
Dunque, quello che stai facendo -e questo ti deve essere ben chiaro- è trasformare (ad una sola frequenza) il carico che hai, in un carico differente, pari a Z_0=50 \; \Omega.
Questa condizione si traduce in \Gamma = 0, cioè l'origine della carta di Smith. Ti ricordo infatti che la carta di Smith è un piano complesso, dove sull'asse della ascisse hai \Re ( \Gamma ) e sull'asse delle ordinate hai \Im ( \Gamma ).

Ora, in generale, quando hai una struttura come questa:



la puoi sempre trasformare in questa:



dove \Gamma'=\Gamma e^{-2\mathrm{j}\beta d}, che nella carta di Smith è quindi una rotazione del punto che rappresentava il tuo carico iniziale.

Dunque la tua linea di lunghezza d=\frac{\lambda}{8} ruota di \frac{\pi}{2} in senso orario il punto che rappresenta il carico che la termina (stub 1 in parallelo al carico iniziale).
Se prendi in considerazione la circonferenza con \hat{R}=1, ovvero l'insieme dei punti del piano complesso che rappresentano i coefficienti di riflessione corrispondenti ad un carico di resistenza pari a 50 \; \Omega e reattanza qualsiasi, allora l'insieme dei punti che ruotati di \frac{\pi}{2} in senso orario diventano la circonferenza \hat{R}=1 sono rappresentati da un'altra circonferenza, quella "all'insù", ovvero \hat{R}=1 ruotata di \frac{\pi}{2} in senso antiorario.
Analogamente se invece prendi in considerazione la circonferenza con \hat{G}=1.
Servo, dai a costui una moneta, perché ha bisogno di trarre guadagno da ciò che impara. [Euclide]
Avatar utente
Foto UtenteIanero
6.634 5 8 13
Master
Master
 
Messaggi: 3211
Iscritto il: 21 mar 2012, 15:47

0
voti

[23] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto Utentegvee » 11 mar 2018, 22:00

Capisco in qualche modo il tuo ragionamento, ma in questo momento mi sento molto confuso.
Riassumendo, il mio metodo in 11 è completamente sbagliato ? :roll:
Perché io avevo la sensazione che il procedimento fosse corretto..
Avatar utente
Foto Utentegvee
265 1 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 104
Iscritto il: 11 feb 2018, 20:34

2
voti

[24] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto UtenteIanero » 11 mar 2018, 22:55

Non sono riuscito a capire bene cosa volevi fare, ad esempio riprendendo proprio il messaggio [11]:

gvee ha scritto:A quel punto, devo traslare la circonferenza unitaria di Y = \infty e centrarla alla distanza d...


Y = \infty \Leftrightarrow Z=0 \Leftrightarrow \Gamma = -1

Non è una circonferenza quella di cui parli, ma un punto.
Magari, se proprio non ti piace il procedimento che ti ho fatto vedere in [15], prova a farlo come vuoi fare tu ma uno step alla volta e ti dico se c'è qualche problema o meno, perché il tuo ragionamento non riesco bene a capirlo già agli inizi.
Servo, dai a costui una moneta, perché ha bisogno di trarre guadagno da ciò che impara. [Euclide]
Avatar utente
Foto UtenteIanero
6.634 5 8 13
Master
Master
 
Messaggi: 3211
Iscritto il: 21 mar 2012, 15:47

0
voti

[25] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto Utentegvee » 12 mar 2018, 0:15

Ianero ha scritto:Non sono riuscito a capire bene cosa volevi fare ... in [11]

Dunque, il ragionamento che feci è basato su un esempio (l'unico) che ho sul PDF del professore, in cui viene effettuato l'adattamento di impedenza con uno stub in parallelo cortocircuitato, in cui si cercano i punti di intersezione sulla circonferenza SWR con la circonferenza con parte reale 1. Guardacaso questo esempio è praticamente uguale all'esempio 5.2 del Pozar (visto ieri sera...).

Quindi il ragionamento che ho fatto (evidentemente sbagliato alla carlona) in quel momento è: se per adattare lo stub in corto cerca le intersezioni con la circonferenza per la parte reale = 1 ed alla sua destra Z tende a infinito quindi Y tende a 0, io dovrò prendere in considerazione la zona in cui Z tende a 0 ed Y tende a infinito..

Quando poi ho visto l'esempio del Pozar mi sono reso conto di aver capito una mazza e mezza. :?

ianero ha scritto:se proprio non ti piace il procedimento che ti ho fatto vedere in [15]

Non è che non mi piace il tuo metodo, anzi ti ringrazio di nuovo per quello, pero mi rendo conto di non aver le idee chiare riguardo all'adattamento degli stub (con altri esercizi non ho questi problemi) e quindi devo capire più a fondo.

Dunque, faccio un hard reset e ricomincio. Riprendo il circuito:



capisco che l'adattamento avviene sulla circonferenza 1 + \mathrm{j}b



e questo avviene all'entrata del circuito, quindi dove è posizionata Y_2 (ved. \mathrm{j}B_2) È ovvio allora che per trovare Y_1 mi devo muovere in direzione del carico :ok: quindi disegno la circonferenza traslata di d = \lambda/8 in direzione del carico.
Ricordando che \bar{Y}_L = 0.4 + \mathrm{j}1.2, le soluzioni per \bar{y}_1 sono le intersezioni con la circonferenza con parte reale 0.4 e la circonferenza unitaria traslata.
Sulla carta risulta che

\begin{aligned}
\bar{y}_1 &= 0.4 + \mathrm{j}0.2\\
\bar{y}_1' &= 0.4 + \mathrm{j}1.8
\end{aligned}

da cui se non sbaglio:

\begin{aligned}
b_1 &= -\mathrm{j}\\
b_1' &= 0.6\mathrm{j}\\
\end{aligned}




Ora cerco y_2 in direzione del generatore, dove appunto si vuole l'adattamento. Per farlo traccio una circonferenza di raggio r_1 ed un'altra di raggio r_1':



e sulla carta trovo che

\begin{aligned}
\bar{y}_2 &= 1 + \mathrm{j}\\
\bar{y}_1' &= 1 - \mathrm{j}3.1
\end{aligned}
Avatar utente
Foto Utentegvee
265 1 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 104
Iscritto il: 11 feb 2018, 20:34

0
voti

[26] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto UtenteIanero » 12 mar 2018, 1:08

Mamma mia che modo barbaro, proprio mirato a non farti capire come funziona la carta di Smith.

Comunque, ti preciso prima di tutto che:

gvee ha scritto:capisco che l'adattamento avviene sulla circonferenza 1+ \text{j}b

L'adattamento si ha nell'origine e da nessun'altra parte. Arrivare alla circonferenza unitaria è solo il penultimo step della procedura di adattamento che stai seguendo.

Poi, questo disegno qui:



non fa altro che confonderti le idee: fissata Z_L è automaticamente fissata Y_L e anche \Gamma _L, sono tutti rappresentati dallo stesso punto sulla Carta di Smith.
Dire che Y_L è quel punto nel primo quadrante come hai disegnato è sbagliato.
Il disegno giusto è questo:



Ti è chiaro il motivo?

Il motivo per cui si fa una cosa simile è perché è scomodo rappresentare su una sola carta di Smith sia le circonferenze a resistenza costante che quelle a conduttanza costante. Questo perché la carta di Smith delle ammettenze (che è quella che veramente ti serve in questi casi, perché lavori solo con paralleli) si può ottenere da quella delle impedenze ruotata di 180°.
Allora, solo ai fini di determinare l'ammettenza conoscendo il valore dell'impedenza, puoi (invece di ruotare l'intera carta e leggere i valori) ruotare il punto che rappresenta il tuo carico di 180° e leggere i valori.
Questo non significa affatto che il punto che hai chiamato Y_L corrisponde veramente ad un carico con quella ammettenza.

Fin qui ci siamo o no?
Altrimenti non ha senso proseguire.
Servo, dai a costui una moneta, perché ha bisogno di trarre guadagno da ciò che impara. [Euclide]
Avatar utente
Foto UtenteIanero
6.634 5 8 13
Master
Master
 
Messaggi: 3211
Iscritto il: 21 mar 2012, 15:47

0
voti

[27] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto Utentegvee » 12 mar 2018, 1:23

ianero ha scritto:Dire che Y_L è quel punto nel primo quadrante come hai disegnato è sbagliato.

Beh ammetto che leggere che Y_L rappresentata in quel modo è sbagliato mi spiazza un pochino.
Allora tutti gli esempi che non usano la carta della ammettenze sono tutti sbagliati.

Riguardo al punto di adattamento hai ragione, mi sono espresso molto male. :ok:

Ianero ha scritto:Altrimenti non ha senso proseguire.

Se non hai più voglia di aiutarmi non fa nulla. Mi arrangerò.
Ti ringrazio comunque.
Avatar utente
Foto Utentegvee
265 1 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 104
Iscritto il: 11 feb 2018, 20:34

1
voti

[28] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto UtenteIanero » 12 mar 2018, 9:41

gvee ha scritto:Beh ammetto che leggere che Y_L rappresentata in quel modo è sbagliato mi spiazza un pochino.

Non a caso...
Ianero ha scritto: Mamma mia che modo barbaro, proprio mirato a non farti capire come funziona la carta di Smith.


Tutti gli esempi che fanno così, non sono sbagliati se sai che in realtà Y_L non è quel punto mostrato, ma lo usi come punto di comodo per questo motivo qui:
Ianero ha scritto: Allora, solo ai fini di determinare l'ammettenza conoscendo il valore dell'impedenza, puoi (invece di ruotare l'intera carta e leggere i valori) ruotare il punto che rappresenta il tuo carico di 180° e leggere i valori.

Inoltre ti faccio notare che tu stai usando degli stub in parallelo e ti stai apparentemente muovendo su circonferenze a resistenza costante, il che è un'altra cosa che ti confonde pesantemente le idee.
Il motivo di questo apparente paradosso è sempre quello che ho appena citato.

gvee ha scritto:Se non hai più voglia di aiutarmi non fa nulla. Mi arrangerò.
Ti ringrazio comunque.

E chi ha mai detto questo?
Anzi mi sembra di averti dimostrato il contrario.

Ripropongo la domanda:

Ianero ha scritto:Fin qui ci siamo o no?
Altrimenti non ha senso proseguire.


Penso sei d'accordo anche tu che non ha senso proseguire se non ti chiarisci prima i concetti di base della Carta di Smith.
Con ciò non sto dicendo che non mi va più di aiutarti, ma che dobbiamo concentrarci prima a chiarire quelli.
Servo, dai a costui una moneta, perché ha bisogno di trarre guadagno da ciò che impara. [Euclide]
Avatar utente
Foto UtenteIanero
6.634 5 8 13
Master
Master
 
Messaggi: 3211
Iscritto il: 21 mar 2012, 15:47

1
voti

[29] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto UtenteMarkyMark » 13 mar 2018, 16:11

Io sto seguendo la discussione in background e non sono sicuro di aver capito questo

Ianero ha scritto:fissata Z_L è automaticamente fissata Y_L e anche \Gamma _L, sono tutti rappresentati dallo stesso punto sulla Carta di Smith.
Dire che Y_L è quel punto nel primo quadrante come hai disegnato è sbagliato.


Y e Z non possono essere rappresentati dallo stesso punto sulla carta di Smith, sono su due punti opposti rispetto al centro. Io ho imparato a fare i conti sulla carta delle impedenze facendo una conversione all'inizio e una alla fine. :D

Foto Utentegvee, secondo me conviene procedere in due step distinti invece di fare tutto il progetto sulla stessa carta di Smith. Ho visto che molto spesso fai riferimento al fatto che lo stub sia aperto. Inizialmente considera i due stub come due reattanze/suscettanze a parametri concentrati, in parallelo alla linea:


In un primo step si determinano i valori di B_1 e B_2 necessari per ottenere l'adattamento, al secondo step si pensa a progettare la lunghezza degli stub.
Avatar utente
Foto UtenteMarkyMark
2.492 2 3 5
Master
Master
 
Messaggi: 409
Iscritto il: 11 giu 2016, 12:01

0
voti

[30] Re: Double-stub tuner open circuit su carta di Smith

Messaggioda Foto Utentegvee » 13 mar 2018, 17:36

Ciao, scusate se rispondo solo ora ma sono stato molto impegnato con il lavoro. :(

MarkyMark ha scritto:Y e Z non possono essere rappresentati dallo stesso punto sulla carta di Smith, sono su due punti opposti rispetto al centro. Io ho imparato a fare i conti sulla carta delle impedenze facendo una conversione all'inizio e una alla fine.

Ah ecco, quindi non sono l'unico a fare le cose balorde.

ianero ha scritto:Inoltre ti faccio notare che tu stai usando degli stub in parallelo e ti stai apparentemente muovendo su circonferenze a resistenza costante

Questa non l'ho mica capita. Se dal punto di Z_L fai un giro di 180 º sulla circonferenza di SWR, equivale a prendere la carta di Smith e capovolgerla (quindi SC Y).
Sentirmi insinuare che non ho capito assolutamente nulla della carta di Smith solo perché uso la carta di Smith Z con le ammettenze senza girare il foglio pur facendo le opportune conversioni (anche menzionate da Foto UtenteMarkyMark), non mi va molto giù. Allora anche Pozar non ha capito nulla della carta di Smith ?

Capisco che usare la carta di Smith Y invece di quella Z possa avere i suoi vantaggi in termini di comodità ed evitare eventuali confusioni, ma i risultati non dovrebbero cambiare. Infatti, tra lo svolgimento di Foto UtenteIanero in 15 e lo svolgimento in 25, su carta non trovo nessuna differenza nei risultati (ma questo lo sapevo già..)

markymark ha scritto:In un primo step si determinano i valori di B_1 e B_2 necessari per ottenere l'adattamento, al secondo step si pensa a progettare la lunghezza degli stub.

Credo che i valori del primo step (B_1 e B_2) li ho trovati in 25.
Chiedo nuovamente: cosa c'è di sbagliato in quei risultati ? Perché io non ci vedo errori (per il momento).
Avatar utente
Foto Utentegvee
265 1 5
Frequentatore
Frequentatore
 
Messaggi: 104
Iscritto il: 11 feb 2018, 20:34

PrecedenteProssimo

Torna a Elettronica generale

Chi c’è in linea

Visitano il forum: Google [Bot] e 41 ospiti