Calculadora de longitud de línea de transmisión

La teoría de líneas de transmisión se aplica cuando la longitud física de un conductor es una fracción significativa de la longitud de onda de la señal - normalmente más de una décima parte de una longitud de onda. Por debajo de este umbral, el conductor puede tratarse como un elemento concentrado (una resistencia, una inductancia o un condensador) sin un error significativo. A 100 MHz, una décima de longitud de onda en el espacio libre es de unos 30 cm; en coaxial con VF = 0.66, es de 20 cm. Cualquier pista de placa de circuito, cable o conductor más corto que esto puede tratarse como un elemento concentrado. Por encima de esta longitud, debes tener en cuenta la naturaleza distribuida de los campos y usar el análisis de líneas de transmisión. Para los circuitos digitales de alta velocidad, se aplica la misma regla sustituyendo el periodo por el tiempo de subida: una pista más larga que el tiempo de subida de la señal multiplicado por la velocidad de propagación dividido por 10 necesita un tratamiento de línea de transmisión.

Las ondas estacionarias aparecen siempre que hay una desadaptación de impedancia en el extremo de la carga de la línea de transmisión. Cuando la impedancia de la carga no es igual a la impedancia característica Zo de la línea, parte de la onda que viaja hacia adelante se refleja de vuelta hacia la fuente. La onda incidente y la onda reflejada de la misma frecuencia que viajan en direcciones opuestas se superponen para formar un patrón de onda estacionaria. En ciertos puntos a lo largo de la línea, las ondas se suman de forma constructiva (máximo de tensión, mínimo de corriente) y en otros puntos se cancelan (mínimo de tensión, máximo de corriente). La relación entre la tensión máxima y la mínima es el VSWR. Una carga perfectamente adaptada (Zload = Zo) no produce reflexión ni onda estacionaria; un cortocircuito (Zload = 0) o un circuito abierto (Zload = infinito) produce una reflexión total y un VSWR de infinito. Las impedancias prácticas de antena y de carga caen entre estos extremos, produciendo una reflexión parcial y un VSWR finito.

El factor de velocidad (VF) es la relación entre la velocidad de la señal dentro del cable y la velocidad de la luz en el vacío, y lo determina el material dieléctrico del cable. El coaxial de polietileno sólido ronda 0.66, el de polietileno expandido está en torno a 0.80-0.86, y las líneas con dieléctrico de aire o de PTFE pueden alcanzar 0.90 o más. Un VF menor significa que la longitud de onda dentro del cable es más corta, por lo que una sección de cuarto de onda o de media onda debe cortarse más corta. El VF de un cable concreto figura en la hoja de datos del fabricante; usar el valor equivocado es la razón más común de que un stub cortado resuene fuera de frecuencia.