´ UNIVERSIDAD NACIONAL DE SAN AGUST IN ´ Y ANTENAS LINEAS DE TRANSMISION Prof. PhD. Alexander B. Hilario T.
LABORATORIO 2 ´ 1. OBJETIVO DE LA PR ACTICA •
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Aprender acerca acerca de los diferentes tipos tipos de lineas de transmisi´ on incluyendo cable coaxial, cable de dos lineas y microstrip. Medir el efecto de los materiales externos sobre la capacitancia y, y, por tanto, la impedancia de una l´ l´ınea. ınea. Entender Entender el signific significado ado de impenda impendacia cia caracte caracterr´ıstic ı sticaa ( Z 0 ) y como como es dife difere rent ntee de la impe impeda danncia Z. Entender los transitorios transitorios de voltaje voltaje de la funci´ funcion o´ n escal´ escalon o´ n en las l´ l´ıneas ıneas de transmisi transmisi´on. o´ n.
´ 2. DESARROLLO DE LA PR ACTICA Parte 1: Modelo RLGC de lineas de transmisi on o´ n Escriba un programa en Matlab que permita calcular los valores de R, L, G, C, α , β , velocidad de propagaci´ propagacion o´ n y Z 0 para una linea de transmisi´ transmision o´ n coaxial, cable de dos lineas, y lineas planares. Para esto, utilice la informaci´on presentada en las Figuras 1, 2 y el material bibliogr´ afico entregado por el profesor.
Figure 1: Principales tipos de lineas de transmisi´ transmision o´ n
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Figure 2: Modelo RLGC Prueba tu c´odigo para las siguientes lineas de transmisi´on: Cable Coaxial RG58 - La frecuencia es 1GHz. - El radio interior es 0.445mm y el radio exterior es 1.765mm. - El conductor es cobre (σ c
=
5.8 x107 S /m, µ r
=
1.0)
- El aislamiento entre las lineas coaxiales es polietileno (ε 2.25, σ 0.0001 S/m). A menos que un material sea claramente magn´ etico (materiales de ferrita), asuma que µ r 1.0. =
=
=
Lineas planares - La frecuencia es 1GHz. - El sustrato de polietileno tiene un grosor de 1mm. - La parte superior e inferior est´an hechas de cobre. - El ancho de la linea es de 6mm.
Cable de 2 lineas - La frecuencia es 1GHz. - El radio del cable es 2mm y la distancia entre los cables es 6mm. - Asuma que las lineas est´ an separadas por polietileno.
Parte 2: Respuesta de la funci o´ n escal o´ n de voltaje Dibuje los diagramas de Reflexi´on de Voltaje (Diagramas de rebote) para un cable coaxial RG58 de 50 Ω conectada a las siguientes terminaciones conforme mostrado en la Figura 3.
2
a) Carga adaptada. b) Circuito Abierto. c) Corto circuito. d)
RT
=
100Ω
e)
RT
=
25Ω
f) Inductor. g) Capacitor.
Figure 3: Ejemplo de linea de transmisi´on Suponga que P = 1m y d = 2m. Utilice la velocidad de propagaci´on calculada en la parte 1 para el cable coaxial llena de polietileno. Dibuje el voltaje en el punto P en funci´ on del tiempo. Tambi´en calcule y muestre en su diagrama el voltaje en estado estacionario (Revisar el material bibliografico).
Preguntas finales •
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Explique el concepto de ”respuesta de la funci´on escal´on” de un sistema. Explicar c´omo los diagramas de rebote y sus gr´aficos relacionados con la tensi´o n y el tiempo se relacionan con la respuesta de la funci´on escal´on.
