Appunti di ingegneria: le linee di trasmissione

tramite: O2O
Difficoltà: difficile
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Introduzione

In ingegneria per campo elettrotecnico ed elettronico per linea di trasmissione si intende il componente elettronico atto a trasportare segnali (parliamo dunque di elettronica) e energia (in questo caso in elettrotecnica) organizzandoli su grandi distanze. In questa guida delineeremo alcuni appunti di per spiegare in modo semplice e veloce le linee di trasmissione.

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Una linea di trasmissione è costituita fondamentalmente da una coppia di conduttori paralleli. Alle estremità di questi sono connessi un generatore ed un carico. Le linee comunemente più utilizzate sono quella bifilare e quella detta coassiale. Per linea bifilare intendiamo una di semplicissima realizzazione. Le sue peculiarità sono regolate in modo semplice e veloce modificando la distanza che intercorre fra i due conduttori. Nel momento in cui si avvia la trasmissione del segnale si instaura tra i conduttori un campo elettromagnetico.

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In una condizione generale vediamo che ci si viene a trovare difronte a un'onda riflessa e una diretta e che esse si muovono alla stessa medesima velocità generando il cosiddetto "regime stazionario" che consiste in un'onda caratterizzata da dei massimi (detti ventri ovvero la somma di ampiezze fra l'onda diretta e l'onda riflessa) e dei minimi (detti nodi che equivalgono alla differenza tra le ampiezze). Ricordiamo che è possibile dimostrare anche che la distanza dei ventri di tensione, ovvero dei massimi di tensione dal carico, dipende sia dalla fase del coefficiente di riflessione sul carico sia dalla lunghezza d'onda.

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Dal punto di vista fisico se immaginiamo la linea di lunghezza infinita vediamo che l'onda si propaga fino a che le perdite non andranno ad esaurirla in modo progressivo. Quando la linea non è di lunghezza infinita ma, al contrario, cosa che accade nella realtà, vedremo che il segnale, ad una certa distanza, incontra l'impedenza di carico. Per poter assorbire tutta l'energia ricevuta esso dovrà avere un valore pari all'impedenza che caratterizzerebbe la linea se essa si presentasse come infinita. Quando queste impedenze si presentano disuguali vediamo che tutta l'energia che raggiungerà il carico verrà assorbita in parte mentre, un'altra parte, verrà riflessa in direzione del generatore del segnale. Possiamo quindi notare come lungo la linea siano presenti due onde: un'onda diretta un'onda riflessa. La presenza di queste due tipologie di onde viene chiamata "onda stazionaria".

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