Hệ số phản hồi (Reflection co-efficient) và VSWR
Summary
TLDRThis video script delves into the concepts of reflection coefficient and voltage standing wave ratio, crucial in high-frequency transmission lines. It explains how the reflection coefficient is calculated at various points along the line and how it relates to the incident and reflected voltages. The script also discusses the importance of understanding the phase difference between forward and reflected signals and how it affects the standing wave ratio, which is a measure of the distribution of signal strength along the transmission line. The presenter acknowledges the complexity of the topic and hints at further elaboration in future videos.
Takeaways
- 📚 The video discusses two key concepts: reflection coefficient and voltage standing wave ratio (VSWR), which are essential in high-frequency or energy transmission studies.
- 🔍 The reflection coefficient is defined as the ratio between the reflected voltage (VR) and the forward voltage (VF), representing the proportion of energy that is reflected back in a transmission line.
- 🌐 The script explains the concept of transmission lines, like a cable, that can maintain a constant total impedance without loss, and how the phase and magnitude of the reflected and forward voltages are related.
- 🔢 The script uses mathematical formulas to describe the relationship between the reflected voltage, forward voltage, and the current in the transmission line, emphasizing the importance of impedance matching.
- 🌀 It introduces the idea of phase difference, explaining how the phase of the reflected signal can be delayed or advanced relative to the forward signal, affecting the overall signal integrity.
- 🌊 The concept of a standing wave is introduced, which occurs when a forward wave and a reflected wave interfere with each other, creating regions of maximum and minimum voltage along the transmission line.
- 📏 The script mentions the need to calculate the physical length of the transmission line based on its velocity factor, which is often less than the speed of light, to ensure proper signal transmission.
- 📐 The importance of understanding the phase shift due to the distance traveled by the signal is highlighted, as it affects the standing wave pattern and the reflection coefficient.
- 🔄 The script touches on the calculation of the reflection coefficient at different points along the transmission line and how it changes with distance, relating it to the standing wave pattern.
- 📊 The VSWR is explained as the ratio of the maximum to the minimum voltage along the transmission line, indicating the efficiency of energy transfer and the level of signal reflection.
- 👴 The presenter acknowledges the complexity of the subject and their own limitations in remembering all the formulas, promising to revisit the topic in a future video for a more detailed explanation.
Q & A
What are the two main concepts discussed in the video script?
-The two main concepts discussed in the video script are the reflection coefficient and the voltage standing wave ratio (VSWR).
What is the reflection coefficient in the context of the video?
-The reflection coefficient is defined as the ratio of the reflected voltage (VR) to the forward voltage (VF) in a transmission line.
How is the reflection coefficient calculated at a load?
-The reflection coefficient at a load is calculated using the formula (J - j0) / (j + j0), where J is the total impedance and j0 is the characteristic impedance of the transmission line.
What is the forward voltage (VF) in the context of transmission lines?
-The forward voltage (VF) refers to the voltage of the signal propagating in the forward direction along the transmission line.
What is the voltage standing wave ratio (VSWR) and why is it important?
-The voltage standing wave ratio (VSWR) is the ratio of the maximum to the minimum voltage along a transmission line. It is important because it indicates the efficiency of energy transfer and the presence of reflections in the transmission line.
What causes the standing waves in a transmission line?
-Standing waves are caused by the interference of the forward and reflected waves in the transmission line, which can occur when there is a mismatch between the load impedance and the characteristic impedance of the line.
How can the phase difference between the forward and reflected waves affect the VSWR?
-The phase difference between the forward and reflected waves affects the VSWR by influencing the constructive and destructive interference patterns along the transmission line, which in turn affects the ratio of the maximum to minimum voltage.
What is the significance of the characteristic impedance in the context of the video?
-The characteristic impedance of a transmission line is significant because it determines the impedance that the line presents to the signal source and influences the amount of reflection that occurs.
What is the role of the transmission line's length in calculating the VSWR?
-The length of the transmission line is important because it affects the phase shift of the reflected wave, which in turn influences the standing wave pattern and the VSWR.
Why is the speed of propagation in a cable typically less than the speed of light?
-The speed of propagation in a cable is typically less than the speed of light due to the dielectric properties of the cable material, which slows down the electric field propagation.
What is the relationship between the distance and the wavelength in calculating the phase difference?
-The phase difference is related to the distance traveled by the wave and the wavelength. The phase difference is given by 2π times the distance divided by the wavelength.
Outlines
🔌 Fundamentals of Electrical Impedance and Reflection Coefficients
The speaker begins by revisiting two key concepts fundamental to high-frequency transmission: the reflection coefficient and the voltage standing wave ratio (VSWR). They explain the reflection coefficient as the ratio between the reflected and incident voltage across an impedance, using the formula VR/VF, where VR is the reflected voltage and VF is the forward voltage. The concept of impedance matching and the importance of minimizing signal loss in transmission lines are discussed. The speaker also introduces the notion of total impedance and how it relates to the reflection coefficient.
📡 Calculating Reflection Coefficients and VSWR in Transmission Lines
This paragraph delves into the calculation of reflection coefficients at different points in a transmission line and introduces the concept of VSWR. The speaker explains how to determine the reflection coefficient at a load by using the formula involving the total impedance (J) and the characteristic impedance (Z0). They also discuss the relationship between the forward voltage (VF) and the reflected voltage (VR), leading to the calculation of VSWR. The importance of understanding the transmission line's properties, such as velocity factor and wavelength, is highlighted for accurate calculations.
🕰 Phase Shift and Time Delay in Signal Reflection
The speaker discusses the phase shift that occurs when a signal is reflected back along a transmission line. They explain how the phase of the reflected signal (VR) is delayed by a time 't', which corresponds to the time it takes for the signal to travel to the reflection point and back. The concept of phase velocity and its relation to the speed of light is introduced, with the speaker noting that the phase velocity in a cable is typically slower. The impact of this time delay on the reflection coefficient and the signal's phase at different points along the transmission line is explored.
📊 Understanding Standing Wave Ratio and Voltage Distribution
This section focuses on the standing wave pattern that forms when a signal is reflected within a transmission line. The speaker explains how the VSWR can be used to determine the maximum and minimum voltage levels along the line, creating a standing wave pattern. They describe how the reflection coefficient at specific points, such as half-wavelength intervals, affects the standing wave pattern, leading to points of maximum and minimum voltage (voltage nodes and antinodes). The speaker also touches on the concept of voltage standing wave ratio (VSWR) as a measure of the efficiency of energy transfer in a transmission line.
👴 Memory and the Complexity of Signal Analysis
In the final paragraph, the speaker acknowledges the complexity of the concepts discussed and their own difficulty in remembering the formulas and calculations involved. They express their intention to revisit the topic in a future video, promising to provide a clearer explanation and the necessary formulas for understanding the Smith chart and other advanced signal analysis techniques. The speaker also humorously admits to the challenges of aging and memory retention, asking for the audience's understanding and patience.
Mindmap
Keywords
💡Reflection Coefficient
💡Transmission Line
💡Impedance
💡Voltage Standing Wave Ratio (VSWR)
💡Forward Voltage (VF)
💡Reflected Voltage (VR)
💡Phase Shift
💡Wavelength
💡Smith Chart
💡Signal Propagation
💡Energy Loss
Highlights
Introduction to the concepts of reflection coefficient and voltage standing wave ratio (VSWR) in high-frequency transmission lines.
Definition of reflection coefficient as the ratio between reflected and incident voltage across a transmission line.
Explanation of forward voltage (VF) and reflected voltage (VR) in the context of transmission lines.
The significance of transmission line characteristics in determining the behavior of energy flow and reflection.
Assumption of no loss in the transmission line for theoretical calculations of reflection coefficient.
The relationship between the total impedance (J) and the characteristic impedance of the transmission line.
The formula for calculating the voltage at any point in the transmission line involving forward and reflected voltages.
Introduction of the concept of phase shift and its impact on the reflection coefficient.
The importance of understanding the phase difference between forward and reflected signals for calculating the reflection coefficient.
Calculation of the reflection coefficient at a load point using the formula involving total impedance and reflected voltage.
The concept of voltage standing wave ratio (VSWR) and its importance in transmission line analysis.
Explanation of how the VSWR is affected by the phase difference between forward and reflected waves.
The practical implications of VSWR in determining the efficiency of energy transfer in a transmission line.
Discussion on the impact of transmission line length and wave speed on the formation of standing waves.
The calculation of transmission line length required to achieve a specific standing wave pattern.
The role of wave speed in determining the phase shift and its effect on the reflection coefficient.
The significance of the reflection coefficient and VSWR in high-frequency communication systems.
The acknowledgment of the complexity in remembering formulas and the importance of practical demonstrations in understanding these concepts.
Transcripts
Chào các bạn trong bài video này mình
muốn duyệt lại hai cái khái niệm một là
hệ số phản hồi và cái thứ gì là
voltich Sanding quecial hay là tỷ số
sống đứng
hai cái khái niệm này nó rất là quan
trọng trong cái bộ môn
mình nói về
cao tần Hay là mình nói gì truyền năng
lượng
cái replational được định nghĩa như là
cái tỉ số
giữa cái năng cái cái điện thế phản hồi
trên cái điện thế
giao đi mình gọi là rô bằng VR trên VF
là
forward thì để mà mình đi vô được cái
công thức này đi thì mình duyệt lại coi
cái đó nó có nghĩa là gì Giả sử như ta
có một cái con đường truyền
như là một cái
giống như là một sợi dây cáp hay là một
cái cái gì đó nó có thể giữ được một cái
gọi là tổng trở không thay đổi nếu mà ta
có một cái năng lượng đi theo một cái
hướng đó và cái tổng trở của cái đường
truyền đó nó không thay đổi thì
và giả sử như mình không có cái sự mất
mát ở trong cái đường truyền đó thì mình
lúc nào cũng có một cái là công thức là
số 1 là cái điện thế
Do cái năng lượng đi tới F là forward
điện thế voltics
một cái cường độ của cái dòng điện dòng
điện nó không nhất thiết phải là Dương
âm hay là bất cứ gì Nhưng mà theo cái
quy tắc nó đi theo cái hướng này
nhưng cho cái tổng trở jgo Tức là cái
tổng trở chuẩn của cái đường truyền đó
giả sử như ta có một cái lượng
năng lượng phản hồi được
định nghĩa bằng cái điện thế VR tức là
volticsion điện thế phản hồi nó cũng đi
theo một cái công thức nhưng mà người ta
dựa lên trên cái dòng điện phản hồi mình
gọi là ai
là công thức số 2
tại cái điểm nào đó
điện thế giữa hai điểm trên cái đường
truyền nó sẽ luôn luôn là bằng tổng số
của hai cái điện thế
điện thế đi tới và điện thế phản hồi và
dòng điện tại
một cái điểm
cái điểm
cái điểm khi mà mình có một cái tổng trở
nó khác hơn cái tổng trở chuẩn của cái
đường truyền thì mình có cái dòng điện
đi qua cái tải gọi là j nó sẽ bằng hiệu
số của cái dòng điện đi tới
hiệu số của cái đó trừ ra cái dòng điện
đi ngược lại khi mình nói dòng điện đi
ngược lại mình chỉ nói về cái chiều cái
chỉ số thật dương hay âm nó thay đổi
theo thời gian thay đổi theo hình dạng
Hiền xin số mình không có nói tới dương
hay âm tại mỗi một thời điểm mình chỉ
nói về cái pha
thì nó là cái Hiệu số giữa hai cái đó và
mình biết rằng điện thế đó tại điểm đó
Tức là cái điện thế vi này nó cũng là
bằng cái tổng trở J nhân cho điện thấy
ai
còn một cái nữa mình cũng nhắc tới là
mình có một cái sự
bão hòa năng lượng năng lượng mình đi
tới sẽ bằng năng lượng phản hồi Cộng trở
lại năng lượng bị tiêu hao bởi cây tải
tại điểm đó nhưng mà mình không cần phải
nói tới cái chi tiết đó thì bây giờ để
mình khai thác ra để mà mình kiếm cái
định nghĩa của cái hệ số phản hồi thì
mình sẽ thay những cái định nghĩa này
đi vào hai cái chàng này
thì như mình đã biết vff cộng với VR thì
nó là bằng ví F là bằng J
Xin lỗi đây Tại cái điểm tại cái điểm
này mình tính mình tính cái mình tính là
dãy số phản hồi tại cái điểm có cái tải
J khác hơn hay là bằng với lại cái
tổng trở chuẩn thì mình tính cái hệ số
phản hồi tại tại đó trước đi rồi mình sẽ
nói tới cái công thức tại bất cứ điểm
nào trong một phần sau thì
như mình đã nói
vi là bạn vs cộng VR vs là bằng J nhân
cho is
là tại tại cái điểm này nó có cái tổng
trở J
đúng chưa
vs cộng với Va là bằng vs trên
cái này nó đi ra từ cái cái cái phương
trình số 5
vì vi là cái này
còn cái này là ai
thì bây giờ Vy mình khai triển nó ra là
vs cộng VR Ai là If trừ Air IS như mình
đã thấy là bằng vs
tương tự như vậy là số này Bây giờ mình
dồn vs về một bên thì mình sẽ có
1 trừ đi cho J trên Zero và tương tự
mình rời VR qua bên đây thì mình sẽ có
cái số này đem qua đây là thành số trừ 1
trừ đi J trên Zero rồi mình đơn giản lấy
VR chia cho vs g qua đây thì lấy bằng
cái số này chia cho số này tức là 1 từ
j/gio trên -1 - j/j0 hay nhưng mẫu số và
tử số cho số jero thì mình sẽ có gdpro -
j - j0 - j
lấy dấu trừ này bỏ lên trên này thì ở
dưới toàn là số cẩm thì mình sẽ đảo
ngược lại nó sẽ là j - j0 ở dưới này là
j + JJ
và cái tỉ số Tức là cái hệ số phản hồi
tại cái điểm Tải nó sẽ bằng J - j0/j +
Zero
đó là cái định nghĩa của hệ số phản hồi
tại cái điểm Tải bây giờ khi mà mình nói
tới cái cách thức tính cái vốn tích
sannie mình cần phải có một cái khái
niệm về cái đường truyền
giả sử như mình muốn tính cái
hệ số phản hồi pro tại một uy tín bất kỳ
nào đó có một cái điện thế
hướng đi vs và cái điện thế phản hồi VR
trong chế đó Tại cái tải Mình đổi cái
những cái chữ số này thành chữ hoa vs
nếu mà mình có một cái khoảng cách bằng
tính theo thước mình gọi là đi và mình
gọi cái vận tốc của cái đường của cái
năng lượng đi trong cái đường truyền đó
là vì ở đây tôi xin
mở mặt ra vận tốc trong cái đường truyền
như là vòng sợi dây cáp hay là một cái
đường nào đó thường thì nó chậm hơn là
tốc độ của ánh sáng Thành ra tôi nói tôi
viết ra ở đây là nó khác với tốc độ của
si tức là tốc độ của ánh sáng
thường thường trong một dây cáp đó vi đó
nó dùng khoảng bằng 2/3 của tốc độ của
ánh sáng
bởi vì vậy khi nào mình phải có dịp mình
tính cái đường dây cáp chiều dài của nó
so với lại cái bước sóng thì mình phải
nhớ là mình phải dùng cái công thức này
và phải coi cái
tin tức dữ liệu từ cái nhà sản xuất sợi
dây cáp để cho biết cái tốc độ rồi mình
mới có thể tính ra cái chiều dài của dây
cáp tương xứng với lại một bước sóng chứ
đừng có dùng cái tốc độ của ánh sáng
giả sử như mình trở lại nếu mà mình nói
chê là thời gian
trong giây đồng hồ thì nhìn biết là thời
gian bằng khoảng cách chia cho vận tốc
bây giờ mình sẽ biết rằng
trong cái hệ thống mà mình nói về pha đó
thì tại cái điểm đầu máy này mình có
vs
cùng pha Nhưng mà khi mà mình đi ngược
là tới cái điểm này thì mình phải tính
cách khác vi bây giờ nó đi ngược nó đi
qua đây thành ra nó sẽ là VR này Chữ này
không phải chỉ qua thì nó sẽ bằng VR này
nhân cho một cái số nào đó tượng trưng
cho cái Độ pha nó đổi thì cái Độ pha nó
đổi nó sẽ là số này
nó thêm một cái thời gian
t để nó đi tới đó Như bạn biết ở trong
cái mặt phẳng mình kêu là mặt phẳng
uulele tức là
thì khi mà mình nói về cái pha có một
cái điểm mình có cái quy ước là cái
vectơ mà
tướng ra để mà
đại diện cho cái tín hiệu đó khi thời
gian thay đổi nó sẽ quay theo ngược
chiều kim đồng hồ và cái vận tốc gấp của
nó là bằng
tùy theo cái vận tốc của Như mình đã nói
v này
và cái khoảng cách này nó sẽ được đo
bằng một cái độ là cái độ đó khi mình
nói hai tia Tức là mình đi một bước sóng
đi một vòng tròn còn mình nói một cái
khoảng cách nào đó về thời gian thì mình
để vô
thì có nghĩa là cái pha của cái tín hiệu
này giả sử như mình không có sự mất mát
ở trong cái đường truyền nó sẽ bằng cái
tín hiệu tại đây cái tín hiệu phản hồi
nhưng mà nó đi trễ thêm một thời gian nó
cần thêm một cái thời gian t này để nó
đi tới đó thành ra nó là cộng d Omega T
đóng lại khi mà mình nói tới cái tín
hiệu
vi đây là mình nói là cái tín hiệu
forward khi mà cái tín hiệu cái cái sống
mà nó đi
Nó ở tại điểm này nè Nó xảy ra trước khi
mà đem nó đi tới đây thành ra
mình phải có một cái nó kêu là VF VF nó
trễ nó nói đúng là nó sớm hơn
cái này thành ra cái dấu của cái pha nó
đổi đó là ngược hướng kia Thành nó là vs
nó bằng
nó nó trong cái thời gian chi t nó sẽ
bằng cái đó nhưng mà tại vì nó xảy ra ở
một cái khoảng cách trước đây thành ra
nó cái thời gian của nó trước đây thành
ra cái dấu của nó là dấu trừ
rồi bây giờ nếu mà mình tính cái hệ số
phản hồi rô
tay lái cái điểm không phải tại cái điểm
tải thì mình lấy cái tỉ số VR chia cho
VF thì mình lấy hai cái này vô thì nó
thành cái số 2 bây giờ mình biết mình
mình giả sử như mình nói chữ
hệ số phản hồi Omega là tại điểm này tức
là bằng tỉ số của VR Capital tức là chữ
hoa trên vs chỉ qua thì mình mình dùng
cái định nghĩa đó thì mình viết Omega t
bằng 2 pi nhân z Omega là tần số góc thì
nó bằng
2T
đơn vị là radian nhân cho tần số
còn thời gian mình đã biết nó trên đây
mình nói nó thời gian nó là bằng khoảng
cách chia cho vận tốc tức là 2 pi nhân
cho d chia cho lamda lamda là bước sóng
tỉ số giữa khoảng cách trên phân nửa
bước sóng
có nghĩa là gì Nếu mình có một cái đường
truyền như vậy Mình có một cái độ là
có độ
hệ số phản hồi omega bằng
nhiều khi mình viết lộn gì trừ gg
ở trong một bài tới tôi sẽ nhắc lại để
cho các bạn biết khi mà mình nói về cái
biểu đồ smither Cái này mình không thể
nào mình lộn được là khi đó mình sẽ nhớ
Bây giờ thì tạm thời mình nói nhiều
Thành ra có khi mình giết lộn
nếu mà cái hệ số phản hồi tại cái điểm
Tải j nó là như vậy thì cái hệ số phản
hồi tại đây nó sẽ bằng
mình viết nó là bằng cái công thức này
nhưng mà nó có nghĩa là gì cái số này nó
sẽ lập lại 2 pi khi nào
mình có cái khoảng cách Nó bằng nửa bước
sóng Nếu mà cái khoảng cách từ đây tới
đây bằng nửa bước sóng thì cái Omega cá
rô này nó bằng râu này tức là
cái
[âm nhạc]
vif bây giờ mình
đi ngược lại
cái khoảng cách nửa bước sóng thì hai
cái này nó sẽ trở thành Lúc đó nó sẽ là
cái dạng này
nó vẫn nó vẫn nó ngược chiều so với cái
này nói về cái khoảng cách pha nhưng mà
nó lại cùng pha với nhau thành ra nó lại
là cái số tối đa
còn tại cái điểm này tức là cái điểm
1/4 bước sóng thì hai cái chàng này
lúc đó hai cái chàng này thì viết là một
cái màu khác cái trang va này nó đi tới
đây
chàng ví ép này nó chưa đi tới đó hai
cái này nó đi nó nghịch pha với nhau
hoàn toàn thành ra cái tổng số vi bằng
vs cộng VA ở đây nó sẽ thành một cái số
nhỏ trong khi đó cái số này là cái số
lớn có nghĩa là trên cái đường này mình
sẽ thấy cái biên độ tại cái điểm này nó
sẽ lớn nhất và biên độ tại điểm này nó
sẽ nhỏ nhất
và cái tỉ số
biên độ lớn so với vị tỷ số biên độ nhỏ
gọi là
voltice standing
standing way
cái tỉ số
như mình đã nói ở trên này
mình tính mình tính trên đó
Ok
thì thì đó là cái cái cái khái niệm mà
mình cần phải hiểu biết và khi mà mình
có một cái tổng trở mà nó khác hơn là
cái tổng trở chuẩn của cái đường truyền
mình sẽ có những năng lượng nó phản hồi
và bởi vì cái Độ pha có khi nó cùng pha
có khi nó khác pha hay là
pha nó không
giống nhau thì có lúc cái pha nó cùng
với nhau thì cái cái điện thế nó sẽ cái
biên độ của cái điện thế tại đó nó sẽ
tối đa còn khi mà nó khác ngược pha với
nhau thì cái biên độ tại đó sẽ là tối
thiểu không phải là có thể là không phải
là Zero có thể Zero nhưng mà nó là cái
điểm nhỏ nhất thành ra cái Tỷ số giữa
cái tối đa và cái tối thiểu nó mình gọi
là
tôm tích
là voltish saning wither
cảm ơn các bạn đã theo dõi tới đây Tôi
muốn nói
khi khi mà cái cái số này cái cái này nó
không phải là nó nó có một cái
cái công thức của nó nhưng mà hiện thời
thì tôi không nói được bây giờ không nhớ
thành ra không Không có nói cho bạn biết
nhưng mà để một kỳ tới khi mà tôi
dùng cái phương pháp để mà
truy diễn nó ra thì mình sẽ nhớ xin các
bạn
thông cảm là bởi vì nhiều khi lớn tuổi
rồi không thể không thể nào nhớ được
những cái này 100% mình làm một cái
video mà mình nói thật thì sợ người ta
cười cái cách mà tôi giữ cái trí nhớ của
tôi là bất kỳ những cái chuyện nào tôi
phải suy diễn nó ra lại từ đầu thì tôi
sẽ giết cái công thức đó không trật được
mà hiện thời thì tôi chưa có suy diễn
tới đó thành ra tôi chưa có cho bạn biết
được cái công thức này là cái gì nó cũng
tương đối nó đơn giản đó là một trong
cái mấy cái dạng này thôi Cảm ơn các bạn
đã theo dõi
Browse More Related Video
![](https://i.ytimg.com/vi/zDvdVKEWR5Q/hq720.jpg)
Tỷ số sóng đứng và cách đo - VSWR Voltage Standing Wave Ratio and its measurement.
![](https://i.ytimg.com/vi/Glp5YKZD52g/hq720.jpg)
Electricity Generation, Transmission, and Distribution | Grade 9 Science Quarter 4 Week 8
![](https://i.ytimg.com/vi/To7Ll5AGboI/hq720.jpg)
The beautiful maths which makes 5G faster than 4G, faster than 3G, faster than...
![](https://i.ytimg.com/vi/M0GOargH9RI/hq720.jpg)
Kỷ thuật phát sóng SSB - P3: Diễn biến của tín hiệu âm tần, trung tần, và cao tần
![](https://i.ytimg.com/vi/qF3mUgigvK8/hqdefault.jpg?sqp=-oaymwExCJADEOABSFryq4qpAyMIARUAAIhCGAHwAQH4Af4JgALQBYoCDAgAEAEYEiByKBcwDw==&rs=AOn4CLBmOdB5BpECefRIH9u-dD2lqikPsQ)
transformers for IGCSE Physics, GCE O level Physics
![](https://i.ytimg.com/vi/gpbBhZcLrWs/hq720.jpg)
Single Line Diagram of Power System | Explained | TheElectricalGuy
5.0 / 5 (0 votes)