Signalrefleksjon - Signal reflection

Signalrefleksjon oppstår når et signal overføres langs et overføringsmedium, for eksempel en kobberkabel eller en optisk fiber . Noe av signaleffekten kan reflekteres tilbake til opprinnelsen i stedet for å bli ført hele veien langs kabelen til den ytterste enden. Dette skjer fordi ufullkommenheter i kabelen forårsaker impedansforskjeller og ikke-lineære endringer i kabelegenskapene. Disse brå endringene i egenskaper gjør at noe av det overførte signalet reflekteres. I radiofrekvens (RF) praksis er dette ofte målt i et dimensjonsløst forholdstall kjent som spenningsstående bølgeforhold (VSWR) med et VSWR bro. Forholdet mellom energi spratt tilbake avhenger av impedansmatchen . Matematisk defineres det ved hjelp av refleksjonskoeffisienten .

Fordi prinsippene er de samme, er dette konseptet kanskje lettest å forstå når man vurderer en optisk fiber. Ufullkommenheter i glasset skaper speil som reflekterer lyset tilbake langs fiberen.

Impedansdiskontinuiteter forårsaker demping , dempningsforvrengning , stående bølger , ringing og andre effekter fordi en del av et overført signal vil reflekteres tilbake til senderenheten i stedet for å fortsette til mottakeren , omtrent som et ekko . Denne effekten blir sammensatt hvis flere diskontinuiteter fører til at ytterligere deler av det gjenværende signalet reflekteres tilbake til senderen. Dette er et grunnleggende problem med daisy chain- metoden for å koble til elektroniske komponenter.

Når en tilbakevendende refleksjon treffer en annen diskontinuitet, kommer noen av signalet tilbake i den opprinnelige signalretningen, og skaper flere ekkoeffekter. Disse fremadgående ekkoene treffer mottakeren med forskjellige intervaller, noe som gjør det vanskelig for mottakeren å oppdage dataverdiene på signalet nøyaktig. Effektene kan ligne på jitter .

Time-domain reflektometer for deteksjon av elektrisk kabelfeil

Fordi skade på kabelen kan forårsake refleksjoner, kan et instrument kalt et elektrisk tidsdomene reflektometer (ETDR; for elektriske kabler) eller et optisk tidsdomene reflektometer (OTDR; for optiske kabler) brukes til å lokalisere den ødelagte delen av en kabel . Disse instrumentene fungerer ved å sende et kort pulssignal inn i kabelen og måle hvor lang tid refleksjonen tar å komme tilbake. Hvis bare refleksjonsstørrelser er ønsket, og nøyaktige feilplasseringer ikke er nødvendige, utfører VSWR-broer en lignende, men mindre funksjon for RF-kabler .

Kombinasjonen av effekten av signaldemping og impedansavbrudd på en kommunikasjonslink kalles innsettingstap . Riktig nettverksdrift avhenger av konstant karakteristisk impedans i alle kabler og kontakter, uten impedansavbrudd i hele kabelsystemet. Når en tilstrekkelig grad av impedansmatching ikke er praktisk, kan ekkodempere eller ekkodempere , eller begge deler, noen ganger redusere problemene.

Den Bergeron diagram metode, er gyldig for både lineær og ikke-lineære modeller, evaluerer refleksjons s virkninger i en elektrisk ledning.

Se også