Concetti Chiave
- Le proprietà principali delle linee trasmissive includono resistenza, induttanza, conduttanza e capacità, che influenzano la propagazione del segnale.
- La costante di propagazione della linea determina l'attenuazione e lo sfasamento del segnale, influenzati dalla frequenza.
- Le fibre ottiche utilizzano diodi LED o laser e sono descritte dalla legge di Snell, con importanti concetti come indice di rifrazione e angolo limite.
- Le onde stazionarie sono il risultato dell'interazione tra onde dirette e riflesse, con punti di massimo e minimo definiti come ventre e nodo.
- Le linee prive di perdite hanno coefficienti di riflessione e un rapporto di onda stazionaria (ROS) che varia in base all'adattamento della linea.
Quattro proprietà:
-
Resistenza: 90 Ohm/Km
Induttanza: 0,7 mH/Km
Conduttanza: 0,7 uS/Km
Capacità: 38 nF/Km
Vout = Vin – R*I) dx – I*XL) dx = JomgL dx
dV/dx = I(R+JomgL)
Iout = Iin – G*V) dx – V*JomgC) dx (V = tensione su G e C)
Di/dx = V(*G+JomgC)
Cost = RADQ( (R+JomgL)*(G*JomgC) )
Equazioni dei Telefonisti:
V(x) = Vf (tensione diretta) * e^(-Cost*x) + Vr (tensione riflessa) * e^(Cost*x)
RELAZIONE DI NON DISTORSIONE DI HEAVISIDE: quando un segnale si propaga lungo una linea subisce un’attenuazione ed uno sfasamento dipendenti dalla frequenza
EFFETTO PELLE: aumentando la frequenza del segnale esso si sposta sempre + verso la superficie accrescendo la resistenza e facendo perdere potenza d’irraggiamento al segnale
FIBRE OTTICHE
Sorgente di luce Diodo LED/Diodo LASER
Descritte dalla legge di Snell: n1*senA = n2*senB
N1 = Core, n2 = Cladding (Core + denso, n1 > n2)
Indice di rifrazione (rapporto tra la c e la velocità del mezzo): n = c / v
Angolo limite (angolo massimo in cui abbiamo ancora rifrazione, B = 1): AL = arcsen(n2/n1)
Apertura numerica: NA = RADQ( n1^2 – n2^2 )
Angolo di accettazione: arcsen * NA
Cono di immissione: 2 * arcsen * NA
Dispersione modale: differenza tra tmax e tmin (tempo raggio lento, tempo raggio veloce)
Tmin = L/v = L*n1/c
Tmax = L*n1/(c*senAL) = L*n1^2 / (c*n2)
DT: L/c * n1/n2 * (n1 – n2)
Finestre ottiche: intervalli di lunghezze d’onda
Prima finestra: 0.8 Seconda finestra: 1.30 Terza finestra: lung ca. 1.55 um
Attenuazione chilometrica:
-
0.25 dB/km monomodali 3^ finestra
0.5 dB/km monomodali 2^ finestra
1 dB/km multimodali 2^ finestra
5 dB/km multimodali 1^ finestra
ONDE STAZIONARIE
Formate dall’interagire tra onde dirette e riflesse all’interno di una linea
Punto massimo dell’onda: VENTRE
Punto minimo dell’onda: NODO
Rapporto di onda stazionaria ROS: valore massimo / valore minimo delle correnti/tensioni
ROS = (|Vf| + |Vr|) / (|Vf| - |Vr|)
Con linea adattata ROS = 1, con massima flessione ROS = inf
LINEE PRIVE DI PERDITE
Coefficienti di riflessione:
-
Pv = (Zu – Zo) / (Zu + Zo)
Pi = -Pv
Alfa = RADQ( R*G )
Beta = omg / RADQ( L*C )
Lunghezza d’onda = v/f
Beta = 2*Pgreco / Lunghezza d’onda oppure Beta = 360° / Lunghezza d’onda
Domande da interrogazione
- Quali sono le quattro proprietà principali di un cavo o linea trasmissiva?
- Come si calcola la costante di propagazione di una linea?
- Qual è la relazione tra l'indice di rifrazione e l'angolo limite nelle fibre ottiche?
Le quattro proprietà principali di un cavo o linea trasmissiva sono la resistenza (90 Ohm/Km), l'induttanza (0,7 mH/Km), la conduttanza (0,7 uS/Km) e la capacità (38 nF/Km).
La costante di propagazione di una linea si calcola con la formula: Cost = RADQ((R+JomgL)*(G*JomgC)), dove R è la resistenza, L è l'induttanza, G è la conduttanza e C è la capacità.
Nelle fibre ottiche, l'indice di rifrazione è il rapporto tra la velocità della luce nel vuoto e la velocità nel mezzo. L'angolo limite è calcolato come AL = arcsen(n2/n1), dove n1 è l'indice di rifrazione del core e n2 del cladding.