E10 Linhas de transmissão e EM de alta frequência

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Quando a frequência de um sinal é suficientemente alta, ou quando o cabo ou a trilha que o transporta é suficientemente longa em relação ao comprimento de onda do sinal, o condutor deixa de se comportar como um simples fio e passa a se comportar como uma linha de transmissão que suporta ondas que se propagam fisicamente ao longo dela. Cada linha de transmissão possui sua própria impedância característica, que depende de sua geometria e do material isolante circundante.

Se a impedância do que está conectado na extremidade da linha não corresponder a essa impedância característica, parte da energia da onda que se propaga ao longo da linha é refletida de volta para a fonte, em vez de ser totalmente entregue à carga. O grau dessa reflexão é quantificado por um coeficiente que é zero quando há uma correspondência perfeita. Essas reflexões indesejadas geram padrões de ondas estacionárias ao longo da linha, que podem danificar amplificadores e degradar significativamente a qualidade do sinal transmitido.

Os parâmetros de dispersão são a forma padrão de caracterizar o comportamento de um dispositivo de alta frequência: um quantifica a quantidade de sinal refletida na entrada do dispositivo e o outro quantifica a quantidade de sinal que consegue passar para a saída — a mesma reflexão e transmissão que este modelo já descreveu para uma linha inteira, agora medidas em um único componente. O estudo da compatibilidade eletromagnética trata da quantidade de energia eletromagnética que um circuito emite para o ambiente e da sua imunidade à energia recebida de outros circuitos próximos.

Portanto, este módulo, que começa com um condutor que deixa de se comportar como um simples fio, conclui com a regra prática que determina quando aplicar tudo o que foi mencionado acima: existe uma relação entre o comprimento de uma trilha e o comprimento de onda do sinal que ela transporta, além da qual é necessário começar a tratá-la como uma linha de transmissão em vez de um condutor comum, e abaixo dessa relação, tudo o que foi descrito por este modelo pode ser ignorado sem consequências práticas.

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