Волновое сопротивление (линии передачи, печатные платы, диэлектрики, проводники...)

[philosophist]

А нам надо скорость электрической волны в проводнике (в меди например). Или неправильно рассуждаю?

Почти правильно, эл.магнитная волна распространяется в двухпроводном (да и в любой линии передачи) кабеле между проводниками, то есть "сквозь" диэлектрик/изолятор.
В http://proelectro.ru/lib/kabel/25.html слишком напутано, вот обычные эмпирические формулы. Тут только штангенциркуль (ottisk, штангенциркулем владеешь ?) и калькулятор с десятичным логарифмом.
где:
для двухпроводной линии
к-диэлектрическая проницаемость изолятора
D-расстояние между проводниками
а-радиус проводника

для коаксиального кабеля
b-внутренний диаметр внешнего проводника
а-внешний диаметр внутреннего проводника

На Аудиопортале была таки интересная беседа, где меня сильно пытались убедить, что передача эл.магнитной энергии и передача информации это одно и то же

[amplifier]

Волна распространяется со скоростью света.
Ток идет медленнее.

[philosophist]

Волна распространяется со скоростью света.

с поправкой на коэффициент замедления, зависящий от диэлектрической проницаемости среды передачи.

[amplifier]

Я про проводник

[boatsman]

Достаточно представить себе кабель с волновым сопротивлением 600ом

Как два пальца об асфальт, двухпроводная линия.

Чтобы понять физический смысл волнового сопротивления, достаточно изучить классическую Максвелловскую теорию поля.
Все очень просто, включая интегралы по контуру и оболочке.
На пальцах не получится.
Усе определяется дивергенициями роторов. Гы.

Добавлено через 1 минуту

передача эл.магнитной энергии и передача информации это одно и то же

Именно. И никаких противоречий. Противники Максвелла уже убедились, единожды обосравшись с трансатлантическим кабелем.

[az967]

"Много меньше". Много это сколько?

Кстати, подскажите формулу расчета длины волны от частоты, при прохождении электрического сигнала в проводнике Чё то погуглил, нашел только по электромагнитной волне в воздухе (радиоволне).

Если в другом диэлектрике, то немного укорачивается. Тем не менее, числовое значение длины волны на 100 кГц, например, разве недостаточно для прекращения обсуждения этой темы ? Или мы будем обсуждать географию печатных плат вместо топологии?

[vd_two]

Как два пальца об асфальт, двухпроводная линия.

Это понятно, но не кабель же!

[philosophist]

boatsman,
а что там про трансатлантический кабель?

[amplifier]

а что там про трансатлантический кабель?

Видимо, опасались, что все будет происходить очень медленно.

[boatsman]

не кабель же

Почему? Бред....

[ottisk]

разве недостаточно для прекращения обсуждения этой темы ?

Но тогда, что же имел в виду Линкс (см. пост №1)? Не думаю, что он ошибается. И еще думаю, наработки по части волнового сопротивления он применяет в своих усилителях (уже молчу про ЦАП-ы, в цифровой части). А уж про Акуфейс, будто бы они применяют фторопластовые платы только ради понта - смешно читать... И еще. Линкс (по крайней мере в ЦАП-ах точно) применяет многослойные платы. Думаю в т.ч. для укорочения дорожек, что тоже может быть связанно с волновым сопротвлением.

Добавлено через 23 минуты
1. Выяснили, понятие волновое сопротивление может быть применено только к двум проводникам, в части возникающей между ними электромагнитной волны. Также выяснили ряд формул, которые позволяют вычислить волновое сопротивление.

2. Выяснили формулу, которая позволяет вычислить длину электромагнитной волны от частоты. А именно, скорость распространения эл. магнитной волны надо поделить на частоту. Скорость распространения эл. магнитной волны в воздухе (радиоволны) = скорости света (300000 км/с, если не ошибаюсь). Вопрос. Чему равняется скорость распростарнения эл. магнитной волны в диэлектрике (кроме воздуха). Например в полиэтилене, стеклотекстолите и т.д. Какую поправку относительно воздуха надо брать?

[amplifier]

У полиэтилена всмененного порядка 1.5
Т.е. 300/1.5

Добавлено через 2 минуты
и вообще, зависит от частоты.

Добавлено через 58 секунд
FR-4 на 1 МГц заявляют <=5.4
http://fr4.ru/download/base/Xinsheng_FR4_specs.pdf

[ottisk]

FR-4 на 1 МГц заявляют <=5.4

Т.е. длину волны частотой 1 мГц, между двумя печатными проводниками на FR-4 можно принять:
( 300`000`000 метров в сек / 5,4 ) / 1`000`000 Гц = 55 метров. Не ошибся, всё правильно?

[Andrey Orloff]

Олег, а знаешь, что волновое сопротивление свободного пространства не абы какое, а Е/Н = 337 Ом А 600-Ом про-стандарт, ну который при царе-горохе был принят, довольно близко к нему, не находите? А вообще то моя имха такая, и в звуковом диапазоне надо согласовывать входные-выходные импедансы усилительных блоков, тогда формально с сигналами все корректно получается, как в широкополосных ос-ах так и без оных. Тут в начале ноября был на полигоне , там у нас куча КВ-антенн стоит на приличной площади, так вот, присмотревшись к фидерным линиям, обнаружил, что ВСЕ они сделаны по типу квазилинии с волновым сопротивлением где то 200...300-Ом... Ю.Макаров не зря в своих межблочниках именно такие линии и использует (4-ре проводника с перекрестной связью)..

[vd_two]

Почему? Бред....

Перед тем, как ставить диагноз, приведите пример кабеля 600ом, выпускаемого серийно и используемого для коммутации в про-аудио.

[Серый Мыш]

Я бы сказал, что длина волны в Epsilon-эффктивное короче чем в ваккууме.
Скажем проницаемость диэлектрика 5, провод проходит по поверхности,
тогда эффективное эпсилон ~ 3 с копейками ( справочник по СВЧ подскажет ) . и для твоих целей вроде и достаточно ?

[az967]

Т.е. длину волны частотой 1 мГц, между двумя печатными проводниками на FR-4 можно принять:
( 300`000`000 метров в сек / 5,4 ) / 1`000`000 Гц = 55 метров. Не ошибся, всё правильно?

Длина волны в диэлетрике укорачивается в число раз, равное квадратному корню из диэлектрической проницаемости. 5.4 - это диэлектрическая проницаемость того материала ?

Кроме того это слабо меняется с частотой у высокочастотных диэлектриков вроде полиэтилена, полипропилена, фторопласта и им подобных, а у поляризующихся - формула ограничена по частоте из за роста потерь.

[Openreel]

Но тогда, что же имел в виду Линкс (см. пост №1)? Не думаю, что он ошибается. И еще думаю, наработки по части волнового сопротивления он применяет в своих усилителях (уже молчу про ЦАП-ы, в цифровой части).

С проводами есть интересные штуки. Например гоним RS-485 (полоса порядка мегагерца) по разным кабелям.
Когда гоним по кабелям настоящим - те витым парам с нормированым волновым сопротивлением, то все выходит как по учебнику. Аномалии при отклонени терминирующих резюков на 5% увидеть очень тяжело. А если случай тяжелый, например вместо 100 ом стоит килоом, то на куске кабеля всего в несколько метров выбросы легко превышают 50% от уровня сигнала.
Однако стоит взять вместо витухи силовой кабель и....
Не угадали. На 20 метров оно лупит наура. И выбросов особо не видать. И терминатор хоть 100 ом хоть килоом - примерно одинаково. Но не так красиво, как с витухой.

Для большинтва недорогих шурков само понятие волнового сопротивление не имеет смысла - оно там пляшет +- километр от куска, изгиба, частоты, времени, пинка и тд. Можете поразвлечься измерением погонной емкости. У меня в зависимости от укладки шнурка емкость элементарно изменялась несколько раз, при использовании кабелей КММ и дешевых проф микрофонников. А с настоящими шнурками стояла как вкопаная... Но не думаю что согласование волнового сопротивления кабелей в звуке даст заметный эффект. Разве что на супер системе какой...

В случае же с платами ситуевина несколько иначе - внутри устройства полоса пропускания может быть значительно выше звуковой и устройство может проектироваься по правилам ВЧ девайсов. Тогда приходится учитывать и емкости и индуктивности дорожек и их взаимное расположение и еще всякого другого.

[SexRobot]

Но скорость света - это скорость распространения электромагнитной волны в воздухе. А нам надо скорость электрической волны в проводнике (в меди например). Или неправильно рассуждаю?

ottisk!
1) cкорость распространения волны в диэлектрике и в свободном пространстве равны скорости света.

2) Скорость распространения в проводнике (медь) =0,4 sqrt (f) [м/с]

3) Определение длинной линии передачи: линия передачи называется длинной, если ее длина сравнима с длиной волны.

[ottisk]

Длина волны в диэлетрике укорачивается в число раз, равное квадратному корню из диэлектрической проницаемости. 5.4 - это диэлектрическая проницаемость того материала ?

Ладно оставим в покое FR-4, там даташит на английском, не совсем понятно, что такое 5,4.

Возьмем совковый стеклотестолит ССН. Согласно справочника его диэлектрическая проницаемость = 7,8.

Длину волны частотой 1 мГц, между двумя печатными проводниками на ССН можно принять:
( 300`000`000 метров в сек / sqrt 7,8 ) / 1`000`000 Гц = 107 метров. Теперь правильно?

Добавлено через 10 минут

Ю.Макаров не зря в своих межблочниках именно такие линии и использует (4-ре проводника с перекрестной связью)..

Андрей, здесь подробнее пожалуйста, если не затруднит? Что из себя представляют эти линии? Лучше нарисовать





Добавлено через 9 минут
Хочу еще раз обратить внимание всех на информацию из вложенного файла в посте №1.

...В линии конечной длины, но нагруженной на сопротивление, равное волновому сопротивлению, не происходит отражения электромагнитных волн и образования стоячих волн.

Обратите внимание речь идет не о "длинной линии", а просто о линии конечной длины. Т.е. получается вне зависимости от того длинее линия длины волны или короче, стоячие волны будут возникать если сопротивление нагрузки не равно волновому сопротивлению линии. Или все-таки ошибаюсь? Отвечать просьба аргументированно, с ссылкой на источник или хотя бы намек на источник