La carta di Smith è uno strumento per risolvere problemi di adattamento delle linee a radiofrequenza. Il presente link contiene anche un diagramma molto risoluto per essere stampato e usato per gli esercizi
La carta di Smith é uno strumento molto usato per risolvere tutti i problemi di adattamento delle linee a radiofrequenza.
La carta di SMITH è un diagramma circolare, costituito da due serie di circonferenze che si intersecano e che consentono di determinare l’impedenz, o più spesso, l’ammettenza, nelle sue due componenti reale edimmaginaria, della linea in ogni suo punto.
Si può, di conseguenza, scegliere il punto adatto lungo la linea, per inserire lo stub in grado di compensare la parte reattiva, indesiderata, del carico e permettere al generatore di vederne solo la parte resistiva e non dare, di conseguenza, onde riflesse indesiderate.
Si può adattare un carico anche se è soltanto resistivo, ma di valore diverso da quello della linea.
E’ possibile adattare anche con l’uso di due diversi stub posti però a distanze dal carico opportunamente calcolate.
E’ possibile, con la carta, calcolare anche la lunghezza che devono avere i singoli stubda inserire caso per caso.
Con la carta si calcola anche il coefficiente di riflessione r sul carico ed in ogni punto della linea, si rileva anche il ROS in ogni punto della linea ed anche del carico.
Con la carta si converte, a vista, un’impedenza nella corrispondente ammettenza.
Si può tracciare il diagramma donda stazionaria determinando sia il ROS, sia la posizione dei massimi e dei minimi rispetto al carico.
La carta di Smith può essere usata, sia lavorando con le impedenze, che con leammettenze.
In ogni caso, tutte le grandezze sono normalizzate, cioè sono espresse come rapporto fra l’impedenza di carico e la resistenza caratteristica della linea, oppure come rapporto fra l’ammettenza di carico e l’ammettenza caratteristica della linea.
Non ci sono dunque, né valori in Ohm né in Siemens, ma solo numeri puri.
ALGORITMO IN MATLAB (CON ESEMPIO ESECUZIONE) SOSTITUTIVO DELLA CARTA DI SMITH
Ottimo algoritmo che permette di risolvere i problemi di adattamento a singolo stub senza l’utilizzo della carta di Smith
Esecuzione del programma
» princ
IMPEDENZA DI LINEA
Assegna il valore dell'impedenza caratteristica (in ohm): 50
Assegna il valore dell'impedenza di carico (in ohm): 60+25i
E' possibile mettere uno stub induttivo che ha (in s):
ammettenza = 0 - 0.4916i
che presenta una distanza dal carico (normalizzato a lamda):
distanza = 0.2211
INDICARE ADESSO IL TIPO DI STUB
1: lo stub è in corto-circuito
2 (o altro): lo stub è in circuito aperto
1
l'ammettenza iniziale dello stub è infinita
La lunghezza dello stub (normalizzata a lamda) e:
lunghezza = 0.1773
inoltre è possibile mettere uno stub capacitivo che ha (in s):
ammettenza = 0 + 0.4916i
che presenta una distanza dal carico (normalizzato a lamda):
distanza = 0.4328
INDICARE ADESSO IL TIPO DI STUB
1: lo stub è in corto-circuito
2 (o altro): lo stub è in circuito aperto
2
l'ammettenza iniziale dello stub è nulla
La lunghezza dello stub (normalizzata a lamda) è:
lunghezza = 0.0727LinSmith Software GPL
Limpiego della Carta di Smith per il calcolo e la verifica delle impedenze di una linea di trasmissione comporta spesso disagi di tipo grafico, soprattutto in situazioni complesse come la presenza di più impedenze di carico e/o componenti discreti allinterno di una linea.
Tutte le operazioni di calcolo, e la relativa restituzione grafica, possono in alternativa essere affidate ad un software che provvede a risolvere in modo più spedito ed accurato ogni passaggio richiesto: linSmith. Scritto per SO Linux sotto licenza GPL, linSmith restituisce i risultati numerici di ogni singolo passo nello sviluppo del calcolo e gestisce la rappresentazione dei vari parametri in gioco ridisegnandoli sulla Carta di Smith non normalizzata.
Ecco alcune caratteristiche salienti:
- Definizione di molteplici impedenze di carico (per frequenze differenti)
- Impiego di componenti discreti (L, C e composizioni varie) ed elementi di linea (stub etc.)
- Connessioni in serie e parallelo
- Impiego delle impedenze reali e non normalizzate nella Carta
- Visualizzazione diretta dei risultati su schermo
- Generazione di un file grafico in Postscript
- Creazione di un log dettagliato di tutte le operazioni di calcolo eseguite
Sebbene il software sia stato creato per fini didattici, si presta tuttavia molto bene anche per gli scopi applicativi di calcolo e verifica dellimpedenza delle linee di trasmissione per uso radioamatoriale.
