O que e por que é rescisão?

Eu sou novo em eletrônica e não entendo o que é rescisão e por que é necessário, especialmente em comunicações digitais.

obrigado

Pode ser, uma explicação mais mecânica ajuda a entender:

Imagine que você tem uma corda comprida, uma extremidade fixada na parede e a outra extremidade segurada por você. Com um pequeno golpe para cima, você pode criar uma onda viajando ao longo da corda:

(em http://wwwex.physik.uni-ulm.de/lehre/physing1/node52.html )

Agora, por que é assim? Imagine que a corda consiste em muitos pedaços pequenos, cada um aplica uma força ao próximo e, assim, encontra uma força sobre si mesma de seus vizinhos. Vamos nos concentrar nas forças verticais e dizer que a força depende linearmente da distância vertical entre as peças. Aqui está um gráfico mostrando as forças dos vizinhos e a soma dessas foreces (isto é, direção e força da aceleração). A onda deve se mover da esquerda para a direita:

Como você pode ver, a peça no 15 encontra uma força ascendente e, portanto, é acelerada para cima. Peça no. 14 encontra a mesma força para baixo, mais uma força para cima maior da peça 13 e assim por diante.

Finalmente, as peças na borda traseira (5, 6, 7) estão se movendo para baixo, mas aceleram para cima, até que descanse.

O que acontece na parede?

A peça 13 não pode se mover e, devido à grande distância vertical da partícula n ° 12, n ° 12 encontra uma força descendente muito forte. Ele é perfurado para baixo e, finalmente, você recebe uma onda invertida horizontalmente viajando de volta para você.

E se a corda não estiver fixa?

Imagem da corda é cortada entre as peças 12 e 13. Para a última figura, isso significa que nenhum 12 encontra apenas a força para cima. Finalmente, ele subirá mais alto que o máximo da onda, como a ponta de um chicote, e gerará um novo, não onda lançada, viajando para trás da corda.

E se o seu amigo tiver o segundo final?

Bem, normalmente, a onda é apenas absorvida pelo seu amigo, como se a corda continuasse atrás dele. Isso ocorre porque ele não segura a ponta tão fixa quanto a parede, mas também não é tão solta como se não houvesse nada.

Observe que a velocidade da onda depende do peso e da tensão. Isso ocorre porque a tensão é a origem das forças descritas aqui.

O que isso tem a ver com a eletrônica?

Finalmente, a propagação do sinal é semelhante à propagação da onda na corda. Se você reduzir o final da linha de sinal para GND, mantenha-o em um potencial fixo, como a parede, e a borda de um sinal será refletida com diferentes sinais de amplitude. Se o final não estiver conectado a nada, as bordas do sinal serão refletidas com o mesmo sinal de amplitude. Você pode impedir a reflexão conectando o sinal ao GND por meio de um resistor, como seu amigo. É claro que uma resistência muito alta é como uma linha de sinal aberta e uma resistência muito baixa é como um curto para GND, portanto, você precisa corresponder o resistor ao valor exato em que apenas absorve o sinal.

Finalmente, saia e tente essas coisas com a corda. Pode ser, você pode pedir ao seu amigo para segurar a corda com mais força ou folga, como de costume, mas, naturalmente, as pessoas tendem a corresponder muito bem à impedância da corda.

EDITAR:

Pesquisei ontem, mas não o encontrei. Aqui estão as imagens do escopo diretamente ligadas a um gerador de pulsos e um cabo longo, roubado de https://hohlerde.org/rauch/elektronik/kleines/kabelradar/index.de.html :

Curto-circuito na extremidade do cabo, você obtém uma reflexão invertida:

Para um cabo aberto, você obtém uma reflexão vertical:

Com a terminação correta, não há reflexão. No entanto, a terminação é um pouco forte demais, pois você ainda vê um pequeno mergulho para baixo.

A propósito, a reflexão chega após cerca de 20ns, então 10ns por direção. A 75% da velocidade da luz, isso se traduz em um comprimento de cabo de cerca de 2,2 m.

EDIT2:

Eu me diverti escrevendo uma simulação. Como acima, a corda é dividida em várias peças, e a força vertical em cada peça é determinada a partir de sua distância vertical até seus vizinhos diretos. Aqui está:

Aqui está o que finalmente me ajudou a entender terminações e reflexões: suponha que você tenha um cabo coaxial muito, muito longo, com a extremidade oposta em curto. Se você colocar corrente nele, qual será a tensão?

Como o cabo está em curto na extremidade oposta, você esperaria que a tensão permanecesse próxima de 0. Mas a extremidade distante está muito distante - se a tensão fosse imediatamente 0 volts, estaríamos nos comunicando mais rápido que a luz! Em vez disso, o sinal precisa se propagar pelo cabo para o curto, depois voltar para o fim próximo novamente, antes de ver o curto do nosso lado. Isto é o que é uma reflexão.

Como é o sinal no momento em que a reflexão chega? Bem, o cabo tem resistência diferente de zero e capacitância diferente de zero - eletricamente, é como uma longa sequência de indutores em série e capacitores de derivação - e isso fará com que ele carregue da nossa fonte atual à medida que o sinal se propaga. Eletricamente, isso parece uma resistência - isso é chamado de impedância característica. Um pedaço infinitamente longo de cabo coaxial de 50 ohm se pareceria exatamente com um resistor de 50 ohm, eletricamente. Um mais curto se parece com um resistor de 50 ohm durante o período em que o sinal está se propagando pelo cabo.

Em nosso cenário imaginário, então, aplicando corrente a um cabo longo com um curto no final, a forma de onda da tensão parecerá um pico curto (com tensão igual à corrente * impedância característica) seguida de um retorno a (próximo) 0 volts. Se a outra extremidade do cabo fosse um circuito aberto, pareceria um pico curto seguido de uma tensão mais alta (determinada pela tensão máxima da fonte atual).

Suponha que não desejássemos nenhuma reflexão. Se encerrarmos o cabo coaxial com um resistor que tenha o mesmo valor da impedância característica do cabo, seremos classificados! O cabo coaxial se parece com um resistor de 50 ohms enquanto o sinal está se propagando e ainda parece com um resistor de 50 ohms quando a propagação termina - porque conectamos um no final. Isso é rescisão.

A terminação é necessária quando você está trabalhando com linhas de transmissão e sinais (relativamente) de alta frequência. Os sinais que viajam pelas linhas de transmissão realmente viajam como uma onda eletromagnética, e essa onda pode ser refletida por qualquer descontinuidade na linha devido a alterações na impedância. Esse efeito exato é o que faz com que a luz se reflita em uma poça de água ou em um pedaço de vidro. Terminação refere-se à adição de um resistor no final de uma linha de transmissão para absorver o sinal que percorre a linha e evitar reflexos. O resistor de terminação deve corresponder à impedância da linha para não criar uma descontinuidade e as reflexões resultantes.

Isso é extremamente importante em sistemas digitais de alta velocidade, pois essas reflexões podem causar interferência entre símbolos que resulta em erros de bits. Aliás, a Intel se deparou com esse problema ao aumentar a velocidade de suas CPUs. Eles foram forçados a contratar um grande número de engenheiros de RF para redesenhar suas placas-mãe para operar corretamente em alta velocidade.

Para a maioria das aplicações de RF, as linhas de transmissão geralmente terminam com um resistor ao terra. No entanto, em aplicativos digitais, às vezes é benéfico encerrar a linha de duas maneiras diferentes. Para alguns barramentos, uma tensão de terminação de 1/2 Vcc é usada para que as forças de acionamento necessárias para o pull-up e pull-down sejam simétricas, resultando em melhor desempenho. Isso é comum para barramentos de memória de alta velocidade, incluindo DDR2 e DDR3. Para linhas diferenciais, um estilo de terminação comum é um resistor que conecta diretamente os dois condutores, em oposição aos resistores individuais, ao terra.

Os sinais CA que viajam ao longo de um fio são refletidos nas extremidades. Este sinal refletido se mistura com o sinal "real" e causa interferência. Terminação geralmente significa colocar um resistor no final; isso faz com que a extremidade da linha se comporte como um comprimento infinito de fios (sem extremidade, portanto sem reflexão).

O valor do resistor depende da impedância da linha . É por isso que existe um valor específico do resistor de terminação que deve ser usado para um tipo específico de linha ou barramento.