Chiarimenti ( richiesta) a il-mito-della-potenza-riflessa

[rosco]

Ciao,

naturalmente ringrazio Davide per gli articoli, in questo caso http://www.iz2uuf.net/wp/index.php/2017/07/30/il-mito-della-potenza-riflessa/ ;

come sempre ho bisogno di un po' per "digerire" i concetti, ma inizio lo stesso con una domanda.
Come sempre le mie sono domande "per capire" e non per contestare qualcosa.

Esperimento 3: carico e generatore disadattati

- cambiando l'impedenza del generatore, non andrebbe ricalcolato il ros ?

Dall'esperimento 4 in poi devo "digerire".

In "prima battuta" non mi ha stupito che le sinusoidi avessero tutte la stessa ampiezza, essendo la somma di 2 segnali, ma mi ha stupito che i segnali fossero "in fase".
Ma probabilmente non avrei dovuto, dopotutto non è onda stazionaria ?!? ;-)

[davj2500]

Ciao Rosco.

naturalmente ringrazio Davide per gli articoli, in questo caso http://www.iz2uuf.net/wp/index.php/2017/07/30/il-mito-della-potenza-riflessa/ ;

come sempre ho bisogno di un po' per "digerire" i concetti, ma inizio lo stesso con una domanda.
Come sempre le mie sono domande "per capire" e non per contestare qualcosa.

Esperimento 3: carico e generatore disadattati

- cambiando l'impedenza del generatore, non andrebbe ricalcolato il ros ?

Innanzitutto bisogna premettere che il "ROS" è un valore che ha senso in una linea di trasmissione, anche se il suo valore può essere calcolato matematicamente per qualunque interazione tra circuiti.
Esso parte dal coefficiente di riflessione Γ (lettera gamma):

Γ = (Z_L - Z₀)/(Z_L + Z₀)

dove:
Z_L impedenza complessa del carico (es. dell'antenna)
Z₀ impedenza complessa caratteristica della linea

Il ROS è:

ROS = (1 + | Γ |)/(1 - | Γ |)

Da questo si evince che per calcolare il ROS, l'impedenza della radio non importa niente visto che non compare da nessuna parte nella formula relativa.
L'esperimento che citi dimostra infatti che nel comportamento interno della linea non cambia nulla se si cambia l'impedenza del generatore.

La linea si comporta da trasformatore di impedenza. Cioè al lato del generatore, se il carico è disadattato, non si presenta più l'impedenza caratteristica della linea (cioè 50+j0) ma nel mio caso d'esempio era 18.590 -j36.952.

A questo punto un generatore riuscirà a trasferire o meno l'impedenza su 18.590 -j36.952 quanto più sarà adattato. Nel caso dell'esempio, il generatore a 50 ohm era meno disadattato di quello a 144 ohm, ed infatti la tensione che riusciva a produrre sulla linea era più alta.

I nostri ricetrasmettitori si basano sul fatto che hanno la stessa impedenza dell'impedenza caratteristica della linea. Per cui se la linea è adattata, produrrà all'ingresso la sua impedenza caratteristica e anche il trasmettitore lo sarà.
Se la linea è disadattata, produrrà un'impedenza diversa e anche il trasmettitore pertanto sarà disadattato.
In sostanza, il valore del ROS che misuriamo di solito (i più sofisticati, sotto l'antenna) è utile solo perché anche la radio è a 50 ohm.

Dall'esperimento 4 in poi devo "digerire".

In "prima battuta" non mi ha stupito che le sinusoidi avessero tutte la stessa ampiezza, essendo la somma di 2 segnali, ma mi ha stupito che i segnali fossero "in fase".
Ma probabilmente non avrei dovuto, dopotutto non è onda stazionaria ?!? ;-)

Non stai vedendo l'onda stazionaria ma la tensione che si sviluppa in ingresso e quella che si sviluppa in uscita.
L'onda stazionaria è un'altra cosa.
Se tu guardi dentro un cavo coassiale e visualizzi le tensioni tra centrale e calza in tutti i punti, vedrai che all'ingresso la tensione va da uno zero ad un massimo con andamento sinusoidale perché così il generatore la produce.
Quello che il generatore produce all'ingresso si propaga a destra verso il carico. Per cui se ha appena prodotto 1V, poco dopo quel picco da 1V sarà a destra del trasmettitore.
Per capire, se non ti va a massa la vista, considera solo l'onda blu dell'animazione sotto:



Questa è un'onda progressiva. Il picco in pratica di tensione "cammina" dal generatore al carico.
Quando viene riflessa totalmente (come nell'animazione) se ne forma un'altra (rossa) che cammina all'indietro. La loro somma fa sì che il voltaggio effettivamente presente abbia un picco che non cammina né avanti né indietro: questa è l'onda stazionaria.

Se la riflessione non è totale, avrai un'onda che cammina verso destra più lentamente di quella blu (un po' meno stazionaria, diciamo).

Ma quello che vedi sul mio oscilloscopio è la tensione all'ingresso e la tensione all'uscita, non una rappresentazione delle onde di tensione dentro alla linea.

Ciaoo
Davide

[rosco]

grazie della veloce risposta,
purtroppo ora il neurone è stanco e non sono in grado di "elaborare", spero che la notte porti consiglio.

Come sempre "cose" date per scontate, quando si analizzano meglio fanno sorgere dubbi inaspettati.....

[rosco]

Ciao,

tieni presente che il mio neurone continua a girare a vuoto, tipo come quando hai un nome sulla punta della lingua, ma non salta fuori
quindi le mie domande sono volte a "sbloccarlo" .....

Se ritieni che qualche dubbio sia "legittimo"  o almeno che possano averlo anche altri,
questo è il caso in cui io ritengo che  l'articolo possa venir modificato per chiarirlo subito ai lettori futuri.
(senza mantenere lo storico,  che è cosa diversa dal portare avanti una discussione in modo sequenziale e correggere i post precedenti)

Esperimento 3: carico e generatore disadattati

- cambiando l'impedenza del generatore, non andrebbe ricalcolato il ros ?

Innanzitutto bisogna premettere che il "ROS" è un valore che ha senso in una linea di trasmissione, anche se il suo valore può essere calcolato matematicamente per qualunque interazione tra circuiti.
Esso parte dal coefficiente di riflessione Γ (lettera gamma):

Γ = (Z_L - Z₀)/(Z_L + Z₀)

dove:
Z_L impedenza complessa del carico (es. dell'antenna)
Z₀ impedenza complessa caratteristica della linea

Il ROS è:

ROS = (1 + | Γ |)/(1 - | Γ |)

Da questo si evince che per calcolare il ROS, l'impedenza della radio non importa niente visto che non compare da nessuna parte nella formula relativa.
L'esperimento che citi dimostra infatti che nel comportamento interno della linea non cambia nulla se si cambia l'impedenza del generatore.

Forse sbaglio, ma non mi sembra che NON cambi niente , il 3 è l'unico caso in cui c'è il ping pong dell'onda riflessa ...


solo per metodo, avrei fatto anche il caso di generatore "disadattato" su carico adattato in modo da non lasciare "buchi".

Quanto al ROS, visto che c'è un segnale ( anche se riflesso) che viaggia sulla linea a 50 ohm e viene riflesso dal generatore,
ancora non sono tanto convinto che sia da considerare un ROS unico, ma è solo un mio tarlo che spero sparirà.

Anche se forse un po "grezzo", per ex CB come me un rosmetro dopo il generatore aiuterebbe a "credere" che il ros non varia.

In sostanza, il valore del ROS che misuriamo di solito (i più sofisticati, sotto l'antenna) è utile solo perché anche la radio è a 50 ohm.

.... e la linea a 50 ohm,   diciamo che l'unica variabile è l'antenna.
Suppongo che se fosse possibile avere una linea a 300 ohm "comoda" come il coassiale, ora avremmo trasmettitori con impedenza a 300 ohm e cercheremmo come adattare le antenne ai 300 ohm.

Dall'esperimento 4 in poi devo "digerire".

In "prima battuta" non mi ha stupito che le sinusoidi avessero tutte la stessa ampiezza, essendo la somma di 2 segnali, ma mi ha stupito che i segnali fossero "in fase".
Ma probabilmente non avrei dovuto, dopotutto non è onda stazionaria ?!? ;-)

Non stai vedendo l'onda stazionaria ma la tensione che si sviluppa in ingresso e quella che si sviluppa in uscita.
L'onda stazionaria è un'altra cosa.
....

Per capire, se non ti va a massa la vista, considera solo l'onda blu dell'animazione sotto:



Questa è un'onda progressiva. Il picco in pratica di tensione "cammina" dal generatore al carico.
Quando viene riflessa totalmente (come nell'animazione) se ne forma un'altra (rossa) che cammina all'indietro. La loro somma fa sì che il voltaggio effettivamente presente abbia un picco che non cammina né avanti né indietro: questa è l'onda stazionaria.

Se la riflessione non è totale, avrai un'onda che cammina verso destra più lentamente di quella blu (un po' meno stazionaria, diciamo).

Ma quello che vedi sul mio oscilloscopio è la tensione all'ingresso e la tensione all'uscita, non una rappresentazione delle onde di tensione dentro alla linea.

è proprio l'immagine che "avevo in testa" , ma ancora non riesco a far coincidere le due misure ....( problema mio)

Mi aspetterei che, in una situazione come quella che hai mostrato tu, di sinusoidi sfalsate sempre dello stesso "angolo", la somma risultante sia una sinusoide ( più o meno) ma fissa.

Ora provo a cercare ( velocemente) qualche programmino per sommare due sinusoidi per vedere cosa succede.

Sul significato "fisico" devo ancora "elaborare".

Quello che misuri è la somma delle tensioni ( del generatore+onda riflessa) ai due estremi dopo che la linea si è stabilizzata . ( è corretto dire che dopo 8* 124ns la situazione è stabile? Almeno nel caso di generatore disadattato) .

[rosco]

Ho il cervello "in pappa" ........

ma per la potenza di una tensione sinusoidale non bisogna usare la tensione efficace ?
Le conclusioni non cambiano ( almeno credo) ma i valori di potenza non vanno dimezzati?

Dove è finita la "teoria" che la corrente che entra è uguale alla corrente che esce, e quindi dovrebbe essere la stessa ?   
Si lo so che la linea di trasmissione fa da adattatore di impedenza, quindi trasforma tensioni e correnti,
ma il mio cervello non recepisce.....

[rosco]

ed altri dubbi ,  semplificando al massimo

se ho capito bene, l'ipotesi ( almeno una delle tante) è che l'impedenza del generatore non influenza il trasferimento di energia.

Assumo che la potenza in entrata sia la stessa, sullo stesso carico da 270omh ho
in un caso ( generatore 50 ohm) 1.86 V
nell'altro 1.68 V
Tralasciando il fatto che i rapporti siano uguali, mi sembra che sullo stesso carico arrivi meno tensione e quindi meno potenza. 

Dove sbaglio ?