Tutorial rapido

Introducción

Este tutorial presenta los conceptos básicos de líneas de transmisión ( Transmission lines ), así como una visualización y demostración interactiva de los parámetrosque se utilizan en el análisis de líneas y su relación. LAVISIT Home

Objetivos

Repasar y afianzar los parámetros básicos que definen el comportamiento de las líneas de transmisión. Comprender y experimentar la relación entre los parámetros característicos de las líneas de transmisióny el comportamiento de las señales en éstas. Comprender y experimentar la formación de ondas estacionarias en las líneas de transmisión.

Introducción teórica

Modelo de líneas de transmisión

En la figura siguiente se muestra el modelo básico de las líneas de transmisión.

En la parte izquierda de la figura se muestra el equivalente de Thèvenin de la fuente generadora de la señal. En la parte derecha se muestra el equivalente delreceptor según se observa desde la línea de transmisión, que consiste en una impedancia de carga conectada al final de la línea.

Entre emisor y receptor está situada la línea cuyo comportamiento viene definido por las características geométricas y electromagnéticas de ésta, así como por su longitud yfrecuencia de la señal.

Entrega de señal a la línea de transmisión

Toda señal que se entrega a una línea de transmisión puede descomponerse en una suma de señales sinusoidales (teorema de Fourier) para las cualeses relativamente sencillo analizar el comportamiento de la señal a través de la línea.

Es por esto que para estudiar las líneas de transmisión siempre se modela la señal de entrada como una señal sinusoidal con una amplitud y fase determinada. Las fuentes de señal, que pueden ser muy diversas(desde un micrófono, hasta un amplificador o un módem) se ven desde la línea de transmisión como un circuito equivalente de Thèvenin que se modela como un generador ideal (Vg o Vs) y una impedancia en serie (Zg o Zs).

Por regla general se busca que la impedancia equivalente del equipo que entrega la señal tenga el valor conjugado de la impedancia característica de la línea (cuando la impedancia característica toma un valor real,se concreta en que Zs=Zo), al objeto de evitar que existan reflexiones en el principio de la línea que supongan pérdidas en la señal entregada al final de la línea.

Parámetros de la línea de transmisión

Las líneas de transmisión tienen un comportamiento distinto según sea su geometría, y los materiales utilizados para los conductores y dieléctrico. Así mismo, la frecuencia de la señal determinatambién en parte el comportamiento que tendrá la línea de transmisión. Estas propiedades determinan los valores de R, L, G y C, denominados parámetros concentrados de la línea.

Para una frecuencia determinada cada línea de transmisión se suele caracterizar por tres parámetros fundamentales que se obtienen a partir de los valores de los parámetros concentrados:

La impedancia característica (Zo) medida en Ohmios y que, en general, toma un valor complejo. Para frecuencias elevadas y con valores de resistencia y conductancia bajos, Zo toma un valor real que depende exclusivamentedel valor de L y C, siendo en la práctica independiente de la frecuencia. Así, por ejemplo, en los cables coaxiales utilizados para señales de televisión Zo tiene un valor típicamente de 75 W, válido para todas las frecuencias utilizadas en la TV comercial.