Cap

1
Capítulo 7Linhas de Transmissão
2
Problema de Rádio Frequência

• Placa de Circuito Impresso com trilha em U
• Fonte e Carga conectadas nas extremidades da
  trilha
• Azul plano terra
• Verde trilha
• Vermelho corrente elétrica

Por onde passa a corrente de retorno do plano
terra ?
3
Corrente Contínua
O caminho mais curto de retorno porque apresenta
a menor resistência.
4
Frequência Baixa
Além da resistência, o laço fechado pela corrente
produz um efeito indutivo devido ao fluxo
magnético através da área em amarelo.
5
Frequência Alta
À medida que a frequência aumenta, a reatância
indutiva passa a ser maior que a resistência,
logo o caminho de menor impedância é o que
apresenta a menor indutância.
6
1 kHz
7
Linha de Transmissão
Quando a corrente de retorno segue por debaixo da
trilha, surge um efeito capacitivo que ocorre
simultaneamente com o indutivo produzindo uma
linha de transmissão.
8
1 MHz
9
Linhas de Transmissão
Modo Dominante onda TEM (um dielétrico que
separa dois ou mais condutores) ou quase-TEM
(mais de um dielétrico que separa dois ou mais
condutores).
10
Teoria de Circuitos Elétricos
R R1R2 L L1L2
Malha Nó
11
Equações Diferenciais
12
Solução
13
Linha de Transmissão em RF
14
Parâmetros Usuais
15
Exemplo Microstrip
16
Análise
Síntese
17
Linha de Transmissão Terminada
18
Linhas de Transmissão Planares
Roteamento em placa de circuito impresso.
19
Substratos para RF
20
Exemplos de Linhas Planares
Conductor Backed CPW
Coupled Microstrips
Microstrip
Coplanar Strips (CPS)
Coplanar Waveguide (CPW)
21
Microstrip
22
Modelos de Descontinuidades de Linhas de
Transmissão Microstrip
23
Cantos
Canto Vivo
Canto Chanfrado
24
Junções
Degrau
T
Cruz
25
Terminações
Circuito Aberto
Via
Gap
26
Linhas de TransmissãoNão Planares
Coaxial
Bifilar (fita ômica e par
trançado)
Operação monomodo
Conexão entre placas de circuito impresso.
27
Cabo Coaxial
28
Cabos Coaxiais
29
2.6. Conectores Coaxiais

• BNC Zo 50 e 75 ohms, f lt 1 GHz
• TNC Zo 50 e 75 ohms, f lt 1 GHz
• F Zo 75 ohms, f lt 1 GHz, baixo custo
• N Zo 50 ohms, f lt 15 GHz, grande
• SMA Zo 50 ohms, f lt 20 GHz, pequeno
• K Zo 50 ohms, f lt 40 GHz
• V Zo 50 ohms, f lt 70 GHz

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Conector BNC
31
Conector TNC
32
Conector F
33
Conector N
34
Conector SMA
35
Conector SMA
36
Conector K
37
Conector V
38
Casamento de Impedâncias
39
Linha de Transmissão
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Objetivos

• Máxima transferência de potência
• Evitar ondas estacionárias (sobretensão e
  sobrecorrente)
• Reduzir distorções lineares (multipercurso,
  overshoot, undershoot, oscilação)
• Padronização

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Seções de Transformação de Impedâncias

• Quadripolo sem perdas
• Dois graus de liberdade para ajustar a parte real
  e a parte imaginária
• Componentes reativos concentrados
• Componentes reativos distribuídos (linhas de
  transmissão)
• Híbridas (concentrados e distribuídos)

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Rede L Série-Paralelo

1. Ajustar Xp para que a parte real seja igual a Zo.
2. Ajustar Xs para anular a parte imaginária
   resultante.
3. Duas soluções possíveis, mas somente se
   Re(1/ZL)lt1/Zo.

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Redes L Paralelo-Série
Procedimento dual trocando p por s e impedância
por admitância. Duas soluções possíveis, mas
somente se Re(ZL)ltZo.
44
Transformador de RF
Zin (N1/N2)2.ZL
2pf.M gtgt ZL L1.L2 M2 Zin (L1/L2).ZL
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Transformador e Reatância em Série

1. Ajustar Xs para anular a parte imaginária.
2. Ajustar N1N2 para igualar a parte real a Zo.

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Transformador e Reatância em Paralelo
Procedimento dual trocando s por p e impedância
por admitância.
47
Reatância em Série e Linha de Transmissão

1. Ajustar d para igualar a parte real a Zo.
2. Ajustar Xs para anular a parte imaginária

48
Reatância em Paralelo e Linha de Transmissão
Procedimento dual trocando s por p e impedância
por admitância.
49
Tocos de Linha de Transmissão
Tocos (stubs) são trechos de linhas de
transmissão terminadas em curto circuito ou em
circuito aberto cujas impedâncias de entrada são
puramente reativas.
50
Linha de Transmissão
Ajustar Zt e d para igualar a parte real a Zo e
anular a parte imaginária (simultaneamente).
Não há solução quando
e
51
Transformadores deQuarto de Onda
52
Carta de Smith

• Plano complexo do coeficiente de reflexão
• Curvas de resistência e reatância constantes
  (pontos de impedância)
• Curvas de condutância e susceptância constantes
  (pontos de admitância)

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Plano Complexo do Coeficiente de Reflexão
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Resistência Constante
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Reatância Constante
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Resistência e Reatância
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(No Transcript)
58
Coeficiente de Reflexão da Linha de Transmissão
Terminada
59
Coeficiente de Reflexão da Linha de Transmissão
Terminada
60
Toco em Curto-Circuito
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Toco em Circuito Aberto
62
Impedância e Admitância