Leitungssimulation / transmission line simulation

Es werden 2 m einer Koaxialleitung mit Verkürzungsfaktor 0,66 und Wellenwiderstand Z0 = 50 Ω bei verschiedenen Abschlüssen und Anregungen simuliert. Zu jedem Film gibt es das Python-Programm, mit dem er erzeugt wurde. Das Netzwerk besteht aus 200 hintereinandergeschalteten T-Ersatzschalbildern für jeweils 1 cm der Leitung.

Das erste Diagramm zeigt die Spannung u(t) an den Anschlussknoten der T-Ersatzschaltbilder. Dies ist die Spannung auf dem Innenleiter der Leitung bezogen auf den Außenleiter. Wenn eine gesteuerte ideale Spannungsquelle zur Anregung in Serie zum Abschlusswiderstand geschaltet ist, wird noch ein weiterer Punkt außerhalb angezeigt. Dieser zeigt die Spannung der Quelle.

Das zweite Diagramm zeigt den Strom i(t) an den Anschlussknoten der T-Ersatzschaltbilder. Dies ist der Strom auf dem Innenleiter der Leitung, nach rechts positiv gezählt.

Das dritte Diagramm zeigt den Rechenwert ur(t) = (u(t)+i(t)×Z0) / 2. Dies ist die Spannung der nach rechts laufenden Welle.

Das vierte Diagramm zeigt den Rechenwert ir(t) = (i(t)+u(t) / Z0) / 2. Dies ist der Strom der nach rechts laufenden Welle. Es gilt ur(t) / ir(t) = Z0.

Das fünfte Diagramm zeigt den Rechenwert ul(t) = (u(t)−i(t)×Z0) / 2. Dies ist die Spannung der nach links laufenden Welle.

Das sechste Diagramm zeigt den Rechenwert il(t) = (i(t)−u(t) / Z0) / 2. Dies ist der Strom der nach links laufenden Welle. Es gilt ul(t) / il(t) = −Z0.

Es gilt ur(t)+ul(t) = u(t) und ir(t)+il(t) = i(t).

2 m of a coaxial line with velocity factor 0,66 and characteristic impedance Z0 = 50 Ω are simulated using different load resistors and excitations. For each video there is a python program that was used to make it. The network consists of 200 cascaded T-circuits. Each of these represents 1cm of coaxial line.

The first diagram shows the voltage u(t) at the connections of the T-circuits. That is the voltage on the inner conductor of the coaxial line measured against the outer conductor as reference. In case there is a controlled ideal voltage source in series to the load resistor, there is an additional data point outside the line that shows the voltage of the ideal source.

The second diagram shows the current i(t) at the connectors of the T-circuits. This is the current on the inner conductor of the coaxial line. It is positive in the right direction.

The third diagram shows the calculated value ur(t) = (u(t)+i(t)×Z0) / 2. This is the voltage of the wave travelling to the right.

The fourth diagram shows the calculated value ir(t) = (i(t)+u(t) / Z0) / 2. This is the current of the wave travelling to the right. This means ur(t) / ir(t) = Z0.

The fifth diagram shows the calculated value ul(t) = (u(t)−i(t)×Z0) / 2. This is the voltage of the wave travelling to the left.

The sixth diagram shows the calculated value il(t) = (i(t)−u(t) / Z0) / 2. This is the current of the wave travelling to the left. This means ul(t) / il(t) = −Z0.

It is ur(t)+ul(t) = u(t) and ir(t)+il(t) = i(t).