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2015年微波工程导论第2章传输线理论与阻抗匹配

2015年微波工程导论第2章传输线理论与阻抗匹配
2015年微波工程导论第2章传输线理论与阻抗匹配

传输线理论与电感

目錄 第一章傳輸線理論 一傳輸線原理 二微帶傳輸線 三微帶傳輸線之不連續分析第二章被動元件之電感設計與分析一電感原理 二電感結構與分析 三電感設計與模擬 四電感分析與量測

第一章 傳輸線理論 傳輸線理論與傳統電路學之最大不同,主要在於元件之尺寸與傳導電波之波長的比值。當元件尺寸遠小於傳輸線之電波波長時,傳統的電路學理論才可以使用,一般以傳輸波長(Guide wavelength )的二十分之ㄧ(λ/20)為最大尺寸,稱為集總元件(Lumped elements );反之,若元件的尺寸接近傳輸波長,由於元件上不同位置之電壓或電流的大小與相位均可能不相同,因而稱為散佈式元件(Distributed elements )。 由於通訊應用的頻率越來越高,相對的傳輸波長也越來越小,要使電路之設計完全由集總元件所構成變得越來越難以實現,因此,運用散佈式元件設計電路也成為無法避免的選擇。 當然,科技的進步已經使得集總元件的製作變得越來越小,例如運用半導體製程、高介電材質之低溫共燒陶瓷(LTCC )、微機電(MicroElectroMechanical Systems, MEMS )等技術製作集總元件,然而,其中電路之分析與設計能不乏運用到散佈式傳輸線的理論,如微帶線(Microstrip Lines )、夾心帶線(Strip Lines )等的理論。 因此,本章以討論散佈式傳輸線的理論開始,進而以微帶傳輸線為例介紹其理論與公式,並討論微帶傳輸線之各種不連續之電路,以作為後續章節之被動元 1.1(a)。其中的集總元件電路模型描述,其中 (a) (b) i (z, t ) v z, t ) z

传输线反射以及终端电阻

传输线反射以及终端电阻 传输线反射(reflection) 就是在传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处,但是有一部分被反射了。如果源端与负载端具有相同的阻抗,反射就不会发生了。源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射,负载将一部分电压反射回源端。如果负载阻抗小于源阻抗,反射电压为负,反之,如果负载阻抗大于源阻抗,反射电压为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。 反射(reflection) 就是在传输线上的回波。信号功率(电压和电流)的一部分传输到线上并达到负载处,但是有一部分被反射了。如果源端与负载端具有相同的阻抗,反射就不会发生了。源端与负载端阻抗不匹配会引起线上反射,负载将一部分电压反射回源端。如果负载阻抗小于源阻抗,反射电压为负,反之,如果负载阻抗大于源阻抗,反射电压为正。布线的几何形状、不正确的线端接、经过连接器的传输及电源平面的不连续等因素的变化均会导致此类反射。 按照传输线理论,当负载与输出不匹配时,信号的传输为非理想行波状态(驻波或反射),会出现波形失真或衰减。阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,当它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器 ,输出阻抗50 Q,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即电缆长度可以忽略的话,就无须考惠阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了;反之则在传输中有能量损失。在高速的设计中,阻抗的匹配与否关系到信号质量的优劣。阻抗匹配的技术可以说丰富多样,但是在具体的系统中怎样才能比较合理地应用,需要衡量多个方面的因素。例如,在系统设计中,很多采用的都是源端的串联匹配。对于什么情况下需要匹配,采用什么方式的匹配,为什么采用这种方式,以下逐一分析。例如,差分的匹配多数采用串联终端的匹配;时钟采用并联终端匹配。1)串联终端匹配串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻 R,使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射。串联终端匹配后的信号传输具有以下特点:(1)由于串联匹配电阻的作用,驱动信号传播时以其幅度的50%向负载端传播。(2)信号在负载端的反射系数接近十1,因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50%。(3)反射信号与源端传播的信号叠加,使负载端接收到的信号与原始信号的幅度近似相同。(4)负载端反射信号向源端传播,到达源端后被匹配电阻吸收。(5)反射信号到达源端后,源端驱动电流降为0,直到下一次信号传输。相对并联匹配来说,串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。选择串联终端匹配电阻值的原则很简单,就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。理想的信号驱动器的输出阻抗为零,实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗,而且在信号的电平发生变化时,输出阻抗可能不同。比如电源电压为+4.5 V的CMOS驱动器,在低电平时典型的输出阻抗为37 Q,在高电平时典型的输出阻抗为45 Q;TTL驵动器和CMOS驱动器一样,其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。因此,对TTL或CMOS电路来说,不可能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。2)并联终端匹配并联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗很小的情况下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,达到消除负载端反射的目的。实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。并联终端匹配后的信

微波实验二传输线上的波的测量与阻抗匹配教材

微波技术与天线实验报

(1)负载开路,负载短路,与负载匹配 负载开路与短路即为令终端负载L Z 为∞或0,而对于功率输出,当负载匹配时会得到最大的功率输出;对于电源电压输出,指电源内阻越小在内阻上的压降越小,会得到最大的电压输出,就是说电源的效率最大,当内阻r=0,电源的效率等于1(100%)。 (1)传输线的工作状态 传输线的工作状态取决于传输线终端所接的负载,有三种状态。其中负载开路与短路即为令终端负载L Z 为∞或0导致传输线工作于驻波状态,Z L =Z 0时传输线工作于行波状态。 行波状态:传输线上无反射波出现,只有入射波的工作状态。 当传输线终端负载阻抗等于传输线的特性阻抗,即Z L =Z 0时,线上只有入射波(反射系数为零)。此时 z z e U e Z I U z U '' =+= 'γγ20222 )( z z e I e Z Z I U z I ' +'=+= 'γγ20 0222)( 对于无损耗线=γj β,则

本实验用微带传输线模块模拟测量线。利用驻波测量技术测量传输线上的波,可以粗略地观察波腹、波节和波长,进而测量反射系数|Γ|和驻波比ρ。若条件允许可以使用反射测量电桥以较精确地测量反射损耗。 (1)实验仪器 RZ9908综合实验箱频率合成信号发生器电场探头频谱分析仪反射测量电桥终端负载(2)实验思路 用驻波分布法测量微带传输线上电磁波的波长。观测微带传输线上驻波分布,测量驻波的波腹、波节、反射系数和驻波比。 (3)实验过程 实验装置大致如下,应用实验箱固定模块可简化操作。 原理如下: 实验连接图如下:

微带传输线模块测量端开路(不接负载)。 把频率合成信号发生器设置成为:CENTER FREQUENCY=1000MHz,SPAN=1MHz,参考电平-30dBm,在保证信号不超出屏幕顶端的情况下,参考电平越小越好,尽量使信号谱线的峰值显示在屏幕的第一格和第二格之间。 频率合成信号发生器设置为输出频率1000MHz和最小衰减量。 如图1连接,逐次移动探头。记录探头位置刻度读数和频谱分析仪读数,必要时可调节信号发生器的输出功率或频谱分析仪的参考电平。 改变频率合成信号发生器的输出频率为800MHz,再重复进行驻波分布测试。 用反射测量电桥来测量驻波损耗,按图2连接好实验装置

同轴线的特征阻抗

任健201520000114 李晶201520000115 同轴线特性阻抗测量方法综述 一.前言 微波工程中复杂截面传输线已经广泛用于微波滤波器、定向耦合器、阻抗变换器以及振荡电路等场合。求解这类传输线的特性阻抗由于其结构特点,要分析其各种特性参数和场分布,一般都不能用常规解析法进行直接求解目前,采用的方法大致有近似解析法、保角变换法、多极理论法等,这篇文章将对几种方法进行简单的介绍。二.数值计算法 数值计算方法具有较好的通用性,但由于圆形传输线的边界是曲线,为获得较高的计算精度一般都要采用样条拟合的方法进行求解,数学处理比较复杂,所以数值计算方法的使用需要较高的专业技能,且对计算机资源要求较高。 三.有限元法 有限元法是以变分原理剖分差值为基础的方法,它不仅具有变分方法的优点,而且兼有差分方法的灵活性。它在40年代初就已提出,随着高速电子计算机的出现和发展,它的技术日趋成熟,应用也越来越广泛。 由于TEM传输线的横向场型比拟于相同截面结构的二维静电场型,所以我们可以应用静电场的方法求解特性阻抗由静电场所满足的

一定边界条件下的拉普拉斯方程求出电位分布后,根据传输线单位长度静电场储能和单位长度静电电容、电位差的关系,求得静电电容,再根据静电电容和特性阻抗的关系,得到传输线的特性阻抗。 [2]基于Matlab PDE工具箱的有限元算法,引用静电场计算方法,计算了内圆外正N边形、外圆内正N边形正多边形、外矩内圆、矩形、外椭圆内圆柱、偏心圆等各种复杂面低损耗同轴传输线的特性阻抗并与各种文献结果进行了比较。 由于传输线的横向场型比拟于相同截面结构的二维静电场型,设由导体面Sa. Sb。构成的两分立导体间的电位差值为Uo、并设导体表面Sb。上为参考零电位,则可写出电位函数的狄利克雷问题。如果解出边界条件U|xa=Uo和U|xb=0下的电位u的分布值,根据传输线单位长度静电场储能和单位长度静电电容、电位差的关系,可推得,静电电容c的计算式 式中X为同轴传输线绝缘材料的相对介电常数,真空或空气中的X为Xo传输线的特性阻抗为:

关于阻抗匹配的理解

关于阻抗匹配的理解 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。实际的电压源总是有内阻的,我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U*[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为: P="I"*I*R=[U/(R+r)]*[U/(R+r)]*R=U*U*R/(R*R+2*R*r+r*r) =U*U*R/[(R-r)*(R-r)+4*R*r] =U*U/{[(R-r)*(R-r)/R]+4*r} 对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)*(R-r)/R],当R=r时,[(R-r)*(R-r)/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U*U/(4*r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共轭匹配。在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信

号源跟负载之间匹配的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的)。从以上分析我们可以得出结论:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R,如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。 在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不匹配(相等),在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有兴趣的朋友可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。传输线的特征阻抗(也叫做特性阻抗)是由传输线的结构以及材料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75欧,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50欧的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300欧的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上比较常见,用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75欧,所以300欧的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决这个问题的呢?不知道大家有没有留意到,电视机的附件中,有一个300欧到75

传输线特性阻抗基知识

什么叫传输线的特性阻抗?传输线特性阻抗基知识 传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟, 在这里,我们主要讨论特性阻 抗。传输线是一个分布参数系统,它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。传 输线的分布参数通常用单位长度的电感 L 和单位长度的电容C 以及单位长度上 的电阻、电导来表示,它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。 分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数, 给定某一种传输线,这些参 数的值也就确定了,这些参数反映着传输线的内在因素,它们的存在决定着传输 线的一系列重要特性。 一个传输线的微分线段可以用等效电路描述如下: 传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成,如下图所示: 从传输线的等效电路可知,每一小段线的阻抗都是相等的。传输线的特性阻抗就 是微分线段的特性阻抗。 卄联原抗为: Z F = ------- --------- - =— i(G + joe) 传输线可等效为: IR IL U_ IR IR IL iR IL 半耻用比巧: 乙、iR + jE)

Z E,¥=Z Z Z O Zc + Zr 叭鬲■独返 呼4阳粽 內为1是懒井14*F J9(可 产5 =卩5=爲 G + j 肚 |G + Jex 皆赖宰址骼窩时<f^lOOKHZ). 3=2n監掘借損女.3. uefg±. R、G可黑略.L 中单懂怅度线的固打电臥住为肛拉忙度蜒的H有电皐此的 当墓車迥惟艸rf^lKHZh 肛2卫片櫃水.可以耐.此时 Z0就是传输线的特性阻抗。 Z0描述了传输线的特性阻抗,但这是在无损耗条件下描述的,电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的,也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。实际应用中,必须具体分析。 传输线分类 当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB迹线必须被视为传输线。传输线可分为单端(非平衡式)传输线和差分(平衡式)传输线,而单端应用较多。 单端传输线路下图为典型的单端(通常称为非平衡式)传输线电路。 心J 4 电路窗化 m —

传输线阻抗匹配方法

传输线阻抗匹配方法 匹配阻抗的端接有多种方式,包括并联终端匹配、串联终端匹配、戴维南终端匹配、AC终端匹配、肖特基二极管终端匹配。 1.并联终端匹配 并联终端匹配是最简单的终端匹配技术,通过一个电阻R将传输线的末端接到地或者接到V CC上。电阻R的值必须同传输线的特征阻抗Z0匹配,以消除信号的反射。终端匹配到V CC可以提高驱动器的源的驱动能力,而终端匹配到地则可以提高电流的吸收能力。 并联终端匹配技术突出的优点就是这种类型终端匹配技术的设计和应用简便易行,在这种终端匹配技术中仅需要一个额外的元器件;这种技术的缺点在于终端匹配电阻会带来直流功率消耗。另外并联终端匹配技术也会使信号的逻辑高输出电平的情况退化。将TTL输出终端匹配到地会降低V OH的电平值,从而降低了接收器输入端对噪声的免疫能力。 对长走线进行并联终端匹配后仿真,波形如下: 2.串联终端匹配 串联终端匹配技术是在驱动器输出端和信号线之间串联一个电阻,是一种源

端的终端匹配技术。驱动器输出阻抗R0以及电阻R值的和必须同信号线的特征阻抗Z0匹配。对于这种类型的终端匹配技术,由于信号会在传输线、串联匹配电阻以及驱动器的阻抗之间实现信号电压的分配,因而加在信号线上的电压实际只有一半的信号电压。 而在接收端,由于信号线阻抗和接收器阻抗的不匹配,通常情况下,接收器的输入阻抗更高,因而会导致大约同样幅度值信号的反射,称之为附加的信号波形。因而接收器会马上看到全部的信号电压(附加信号和反射信号之和),而附加的信号电压会向驱动端传递。然而不会出现进一步的信号反射,这是因为串联的匹配电阻在接收器端实现了反射信号的终端匹配。 串联终端匹配技术的优点是这种匹配技术仅仅为系统中的每一个驱动器增加一个电阻元件,而且相对于其它的电阻类型终端匹配技术来说,串联终端匹配技术中匹配电阻的功耗是最小的,而且串联终端匹配技术不会给驱动器增加任何额外的直流负载,也不会在信号线与地之间引入额外的阻抗。 由于许多的驱动器都是非线性的驱动器,驱动器的输出阻抗随着器件逻辑状态的变化而变化,从而导致串联匹配电阻的合理选择更加复杂。所以,很难应用某一个简单的设计公式为串联匹配电阻来选择一个最合适的值。 对长走线进行串联终端匹配后仿真,波形如下: 3.戴维南终端匹配

特征阻抗

一、50ohm特征阻抗 终端电阻的应用场合:时钟,数据,地址线的终端串联,差分数据线终端并联等。 终端电阻示图 B.终端电阻的作用: 1、阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。 2、减少噪声,降低辐射,防止过冲。在串联应用情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输入电容组成RC滤波器,消弱信号边沿的陡峭程度,防止过冲。 C.终端电阻取决于电缆的特性阻抗。 D.如果使用0805封装、1/10W的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响,加30PF的电容. E.有高频电路经验的人都知道阻抗匹配的重要性。在数字电路中时钟、信号的数据传送速度快时,更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。 高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送,使用特性阻抗为Zo=150Ω、75Ω的同轴电缆。 同轴电缆的特性阻抗Zo,由电缆的内部导体和外部屏蔽内径D及绝缘体的导电率er 决定:

另外,处理分布常数电路时,用相当于单位长的电感L和静电容量C的比率也能计算,如忽略损耗电阻,则 图1是用于测定同轴电缆RG58A/U、长度5m的输入阻抗ZIN时的电路构成。这里研究随着终端电阻RT的值,传送线路的阻抗如何变化。 图1 同轴传送线路的终端电阻构成 只有当同轴电缆的特性阻抗Zo和终端阻抗FT的值相等时,即ZIN=Zo=RT称为阻抗匹配。 Zo≠RT时随着频率f,ZIN变化。作为一个极端的例子,当RT=0、RT=∞时可理解其性质(阻抗以,λ/4为周期起伏波动)。 图2是RT=50Ω(稍微波动的曲线)、75Ω、dOΩ时的输人阻抗特性。当Zo≠RT时由于随着频率,特性阻抗会变化,所以传送的电缆的频率特上产生弯曲.

传输线的特性阻抗分析

传输线的特性阻抗分析 传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟,在这里,我们主要讨论特性阻抗。传输线是一个分布参数系统,它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示,它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数,给定某一种传输线,这些参数的值也就确定了,这些参数反映着传输线的内在因素,它们的存在决定着传输线的一系列重要特性。 一个传输线的微分线段l可以用等效电路描述如下: 传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成,如下图所示: 从传输线的等效电路可知,每一小段线的阻抗都是相等的。传输线的特性阻抗就是微分线段的特性阻抗。

传输线可等效为:

Z0 就是传输线的特性阻抗。 Z0描述了传输线的特性阻抗,但这是在无损耗条件下描述的,电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的,也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。实际应用中,必须具体分析。 传输线分类 当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB 迹线必须被视为传输线。传输线可分为单端(非平衡式)传输线和差分(平衡式)传输线,而单端应用较多。 单端传输线路 下图为典型的单端(通常称为非平衡式)传输线电路。 单端传输线是连接两个设备的最为常见的方法。在上图中,一条导线连接了一个设备的源和另一个设备的负载,参考(接地)层提供了信号回路。信号跃变时,电流回路中的电流也是变化的,它将产生地线回路的电压降,构成地线回路噪声,这也成为系统中其他单端传输线接收器的噪声源,从而降低系统噪声容限。 这是一个非平衡线路的示例,信号线路和返回线路在几何尺寸上不同 高频情况下单端传输线的特性阻抗(也就是通常所说的单端阻抗)为: 其中:L为单位长度传输线的固有电感,C为单位长度传输线的固有电容。 单端传输线特性阻抗与传输线尺寸、介质层厚度、介电常数的关系如下: ?? 与迹线到参考平面的距离(介质层厚度)成正比 ?? 与迹线的线宽成反比

怎样理解阻抗匹配,很难得的资料

怎样理解阻抗匹配 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R 越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为:P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/[(R-r)2+4×R×r] =U2/{[(R-r)2/R]+4×r} 对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2/R],当R=r时,[(R-r)2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共扼匹配。在低频电路中,我们一般不考虑传输线的

匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是"短线",反射可以不考虑(可以这么理解:因为线短,即使反射回来,跟原信号还是一样的)。从以上分析我们可以得出结论:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。 在高频电路中,我们还必须考虑反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比拟时,反射信号叠加在原信号上将会改变原信号的形状。如果传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有兴趣的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。传输线的特征阻抗(也叫做特性阻抗)是由传输线的结构以及材料决定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。 例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω,而一些射频设备上则常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300Ω的扁平平行线,这在农村使用的电视天线架上

(完整word版)传输线理论

实验一:传输线理论* (Transmission Line Theory) 一.实验目的: 1.了解基本传输线、微带线的特性。 2.利用实验模组实际测量以了解微带线的特性。 3.利用MICROWA VE软件进行基本传输线和微带线的电路设计和仿真。 二、预习内容: 1.熟悉微波课程有关传输线的理论知识。 2.熟悉微波课程有关微带线的理论知识。 项次设备名称数量备注 1 MOTECH RF2000 测量仪1套亦可用网络分析仪 2 微带线模组1组RF2KM1-1A, 3 50ΩBNC 连接线2条CA-1、CA-2 (粉红色) 4 1MΩBNC 连接线2条CA-3、CA-4(黑色) 5 MICROWA VE软件1套微波电路设计软件 四、理论分析: (一)基本传输线理论 在传输线上传输波的电压、电流信号会是时间及传输距离的函数。一条单位长度传输线的等效电路可由R、L、G、C等四个元件来组成,如图1-1所示。 假设波的传播方向为+Z轴的方向,则由基尔霍夫电压及电流定律可得下列二个传输线方程式: 此两个方程式的解可写成: ) ( ) ( ) ( ) ( ) (2 2 2 = + - - -z V LG RC j z V LC RG dz z V d ω ω ) ( ) ( ) ( ) ( ) (2 2 2 = + - - -z I LG RC j z I LC RG dz z I d ω ω 图1-1单位长度传输线的等效电路

z z e V e V z V γγ--++=)( (1-1) ,z z e I e I z I γγ--+-=)((1-2) 其中V +,V -,I +,I -分别是信号的电压及电流振幅常数,而+、-则分别表示+Z ,-Z 的传输方向。γ则是传输系数(propagation coefficient ),其定义如下: ))((C j G L j R ωωγ++= (1-3) 而波在z 上任一点的总电压及电流的关系则可由下列方程式表示: I L j R dz dV ?+-=)(ω V C j G dz dI ?+-=)(ω (1-4) 式(1-1)、(1-2)代入式(1-3)可得: C j G I V ωγ+=++ 一般将上式定义为传输线的特性阻抗(Characteristic Impedance )——Z O : C j G L j R C j G I V I V Z O ωωωγ++=+===--++ 当R=G=0时,传输线没有损耗(Lossless or Loss-free )。因此,一般无耗传 输线的传输系数γ及特性阻抗Z O 分别为: LC j j ωβγ== , C L Z O = 此时传输系数为纯虚数。大多数的射频传输线损耗都很小;亦即R <<ωL 且G <<ωC 。所以R 、G 可以忽略不计,此时传输线的传输系数可写成下列公式: βαωγj C G L R LC LC j +=?? ? ??++ ≈2 (1-5) 式(1-5)中与在无耗传输线中是一样的,而α定义为传输线的衰减常数(Attenuation Constant ),其公式分别为: LC j ωβ=, )(2 1 2o o GZ RY C G L R LC +=??? ??+= α 其中Y 0定义为传输线的特性导纳(Characteristic Adimttance), 其公式为: L C Z Y O O ==1 (二)负载传输线(Terminated Transmission Line ) (A )无损耗负载传输线(Terminated Lossless Line ) 考虑一段特性阻抗为Zo 的传输线,一端接信号源,另一端则接上负载,如

传输线特性阻抗基知识

什么叫传输线的特性阻抗? 传输线特性阻抗基知识 传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟,在这里,我们主要讨论特性阻抗。传输线是一个分布参数系统,它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示,它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数,给定某一种传输线,这些参数的值也就确定了,这些参数反映着传输线的内在因素,它们的存在决定着传输线的一系列重要特性。 一个传输线的微分线段可以用等效电路描述如下: 传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成,如下图所示: 从传输线的等效电路可知,每一小段线的阻抗都是相等的。传输线的特性阻抗就是微分线段的特性阻抗。 传输线可等效为:

Z0 就是传输线的特性阻抗。 Z0描述了传输线的特性阻抗,但这是在无损耗条件下描述的,电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的,也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。实际应用中,必须具体分析。 传输线分类 当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB 迹线必须被视为传输线。传输线可分为单端(非平衡式)传输线和差分(平衡式)传输线,而单端应用较多。 单端传输线路 下图为典型的单端(通常称为非平衡式)传输线电路。

单端传输线是连接两个设备的最为常见的方法。在上图中,一条导线连接了一个设备的源和另一个设备的负载,参考(接地)层提供了信号回路。信号跃变时,电流回路中的电流也是变化的,它将产生地线回路的电压降,构成地线回路噪声,这也成为系统中其他单端传输线接收器的噪声源,从而降低系统噪声容限。 这是一个非平衡线路的示例,信号线路和返回线路在几何尺寸上不同 高频情况下单端传输线的特性阻抗(也就是通常所说的单端阻抗)为: 其中:L为单位长度传输线的固有电感,C为单位长度传输线的固有电容。 单端传输线特性阻抗与传输线尺寸、介质层厚度、介电常数的关系如下:与迹线到参考平面的距离(介质层厚度)成正比 与迹线的线宽成反比 与迹线的高度成反比 与介电常数的平方根成反比 单端传输线特性阻抗的范围通常情况下为25Ω至120Ω,几个较常用的值是28Ω、33Ω、50Ω、52.5Ω、58Ω、65Ω、75Ω。 差分传输线路 下图为典型的差分(通常称为平衡式)传输线电路。 差分传输线适用于对噪声隔离和改善时钟频率要求较高的情况。在差分模式中,传输线路是成对布放的,两条线路上传输的信号电压、电流值相等,但相位(极性)相反。由于信号在一对迹线中进行传输,在其中一条迹线上出现的任何电子噪声与另一条迹线上出现的电子噪声完全相同(并非反向),两条线路之间生成的场将相互抵消,因此与单端非平衡式传输线相比,只产生极小的地线回路噪声,并且减少了外部噪声的问题。 这是一个平衡线路的示例-- 信号线和回路线的几何尺寸相同。平衡式传输线不会对其他线路产生噪声,同时也不易受系统其他线路产生的噪声的干扰。 差分模式传输线的特性阻抗(也就是通常所说的差分阻抗)指的是差分传输线中两条导线之间的阻抗,它与差分传输线中每条导线对地的特性阻抗是有区别的,

阻抗匹配定义

阻抗匹配定义 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。 在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。 当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。 阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。史密夫图表上。电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。 大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。 要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。 1. 改变阻抗力 把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。 2. 调整传输线 由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配。 阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。高速PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为 100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便。 阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超导体,则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是奥姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。 在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。 当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。这种匹配条件称为共扼匹配。 第 1 页

传输线阻抗匹配的方法

传输线阻抗匹配的方法 传输线简介传输线(transmission line)输送电磁能的线状结构的设备。它是电信系统的重要组成部分,用来把载有信息的电磁波,沿着传输线规定的路由自一点输送到另一点。 以横电磁(TEM)模的方式传送电能和(或)电信号的导波结构。传输线的特点是其横向尺寸远小于工作波长。主要结构型式有平行双导线、平行多导线、同轴线、带状线,以及工作于准TEM模的微带线等,它们都可借助简单的双导线模型进行电路分析。各种传输TE模、TM模,或其混合模的波导都可认为是广义的传输线。波导中电磁场沿传播方向的分布规律与传输线上的电压、电流情形相似,可用等效传输线的观点分析。 传输线的特性传输线的均匀性 传输导体横截面的形状、使用的材料、导体间的间隔和导体周围的介质,在线路的全部长度上都保持均匀不变的,称为均匀传输线。否则便叫做不均匀传输线。均匀传输线的一次参数均匀地分布于整个传输线上,其数值不随考察点的位置而变化。 传输线在制造和建筑过程中可能出现的偏差,都规定有必要的允许范围。如果出现的不均匀性偏差不超过这些规定,都可以看作是均匀传输线。 性能参数 通常用衰减系数、相移系数、特性阻抗,或与之相对应的其它参数来描述。其数值仅与传输线的结构、几何尺寸、制造传输线使用的材料、工作波长(或工作频率)有关,见表。 传输线阻抗匹配的方法匹配阻抗的端接有多种方式,包括并联终端匹配、串联终端匹配、戴维南终端匹配、AC终端匹配、肖特基二极管终端匹配。 1、并联终端匹配 并联终端匹配是最简单的终端匹配技术,通过一个电阻R将传输线的末端接到地或者接到VCC上。电阻R的值必须同传输线的特征阻抗Z0匹配,以消除信号的反射。终端匹配到VCC可以提高驱动器的源的驱动能力,而终端匹配到地则可以提高电流的吸收能力。

特征阻抗

特征阻抗,又称为特性阻抗,它是在甚高频、超高频范围的概念。那什么是特征阻抗呢?在信号的传输过程中,在信号沿到达的地方,信号线和参考平面(参考平面指的是电源平面或者是地平面)之间由于电场的建立,就会产生一个瞬间的电流,如果传输线是各向同性的,那么只要信号在传输,就会始终存在一个电流I,而如果信号的输出电平为V,则在信号传输过程中传输线就会等效成一个电阻,大小为V/I,我们把这个等效的电阻称为传输线的特征阻抗(Characteristic Impedance)Z. 那么这个定义如何去理解?首先,必须明白特征阻抗跟线的阻抗的区别,特征阻抗属于传输线的概念,指的是传输线上点的阻抗,而线的阻抗(一般称为电阻)是对与直流而言的;其次传输线又分为微带线和带状线,微带线是指只有一个参考平面的传输线,带状线是指有两个参考平面的传输线;最后特征阻抗是对交流信号而言,对直流信号来说传输线的电阻并不是Z,而是远远小于这个 值(也就是所说的直流电阻)。 特征阻抗的意义在于什么呢?信号在传输的过程中,如果传输线上的特征阻抗发生变化,信号就会在阻抗不连续的结点上产生反 射,后果就是EMI有问题,信号不完整。 特征阻抗的计算比较复杂,一般是采用专门的就算软件。业界用的比较多的Polar Si系列(一般的PCB公司采用) 1.单端特征阻抗的计算 参数说明如下(单位是mil,特殊参数取标准常数): H1:是指示顶层的厚度,也就是说第二层到第一层的距离,一般来说这个有PCB公司决定,4mil是用的比较多的。4点多mil 都是可以的。 Er1:是指板材的介质常数,对于FR-4来说,一般为4.2-4.4。 T1:是指铜薄的厚度,一般用mil来表示。定义是这样的,一OZ(盎司)的铜铺在一平方英寸所形成的铜薄厚度。它们的具体 转化如下 OZ 1/4 1/2 1 2 3 4 mil 0.36 0.7 1.4 2.8 4.2 5.6 W1和W2:是指传输线的线宽,而它为什么不一样呢?因为在PCB的制作过程中是从上到下腐蚀的,因此有梯形的感觉,一般来 说取W2=W-0.5,W1=2+0.5(W是原始传输线的宽度)。 CEr:是指绿漆的介电常数,一般来说取3.5-3.8。 C1和C2:是指绿漆的厚度,一般取1左右。 参数都明白意思了,要计算特征阻抗那就是很容易的一件事情了。 2.差分特征阻抗的计算 差分特征阻抗是指差分线的差分阻抗,计算的方法跟单端的基本上一样,只不过多了一线间距离S。 3.常用的传输线特征阻抗 差分阻抗单端阻抗 HDMI 100 ohms+/-10% 50 ohms+/-10% USB 90 ohms+/-10% 42-78 ohms+/-10% DDR NC 60 ohms+/-10%

高频设计中的阻抗匹配

阻抗匹配在高频设计中是一个常用的概念,下面对这个“阻抗匹配”进行解析。阐述什么是阻抗匹配。 阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。 大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。 要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。 改变阻抗力 把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。 调整传输线 由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配 阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸 收了.反之则在传输中有能量损失。高速 PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便. 阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超导体,则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是奥姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。

什么是特征阻抗

高速设计领域一个越来越重要也是越来越为设计工程师所关注议题就是受控阻抗的电路板设计以及电路板上互联线的特征阻抗。然而,对于非电子的设计工程师来说,这也是一个最容易混淆也最不直观的问题。甚至很多的电子设计工程师对此也同样感到困惑。这篇资料将对特征阻抗作一个简要而直观的介绍,希望帮助大家了解传输线最基本的品质。什么是传输线?什么是传输线?两个具有一定长度的导体就构成传输线。其中的一个导体成为信号传播的通道,而另外的一个导体则构成信号的返回通路(在这里我们提到信号的返回通路,实际上就是大家通常理解的地,但是为了叙述的方便,暂且忘掉地这一概念。)。在一个多层的电路板设计中,每一个PCB互联线都构成传输线中的一个导体,该传输线都将临近的参考平面作为传输线的的第二个导体或者叫做信号的返回通路。什么样的PCB互联线是一个好的传输线呢?通常如果在同一个PCB互联线上特征阻抗处处保持一致,这样的传输线就成为高质量的传输线。什么样的电路板叫做受控阻抗的电路板?受控阻抗的电路板是指PCB板上所有传输线的特征阻抗符合统一的目标规范,通常是指所有传输线的特征阻抗的值在25Ω到70Ω之间。从信号的角度来考察考虑特征阻抗最行之有效的办法是考察信号沿着传输线传播时信号本身看到了什么。为简化问题的讨论起见,假定传输线为微波传输带(microstrip)类型,并且信号沿传输线传播时传输线各处的横断面保持一致。给该传输线加入幅度为1V 的阶跃信号。阶跃信号是一个1V的电池,由前端接入,分别连接在信号线和返回通路之间。在接通电池的瞬间,信号电压波形将以光速在电介质中行进,速度通常约为6英寸/ns(信号为什么行进如此快速,而不是接近电子传播的速度大约1cm/s,这是另外一个话题,这里不做进一步介绍)。当然在这里信号仍然具有常规的定义,信号定义为信号线与返回通路上的电压差,总是通过测量传输线上任何一点与之临近的信号返回通路之间的电压差值来获得。信号沿传输线方向以6英寸/ns的速度向前传输。在传输的过程中信号会遇到什么样的情况呢?在最开始的10ps时间间隔内,信号沿传输线方向行进了0.06英寸的距离。假定锁定时间在这一时刻,来考虑传输线发生的情况。在行进的这一段距离上,信号的传输为这一段传输线和相应临近的信号返回通道之间建立起了稳定的幅度为1V的常量信号。这意味着在行进的这一段传输线和对应的返回路径上已经积聚起了额外的正电荷和额外的负电荷来建立这一稳定的电压。也正是这些电荷的差异在这两个导体之间建立并维持了一个稳定的1 V 电压信号,而导体之间稳定的电压信号就为两个导体之间建立了一个电容。传输线上位于这一时刻信号波前后面的传输线段并不清楚会有信号要传播过来,因而仍然维持信号线同返回通路之间的电压为零。在接下来的10ps时间间隔内,信号又会沿传输线行进一定的距离,信号继续传播的结果是又会在另一段长度为0.06英寸的传输线段同对应的信号返回通路之间的建立起1V的信号电压。而为了做到这一点,必须为信号线注入一定量的正电荷,同时为信号的返回通路注入同等数量的负电荷。信号沿传输线每传播0.06英寸的长度,都会有更多的正电荷注入该信号线,也会有更多的负电荷注入信号返回通路。每隔10ps时间间隔,就会有另外一段传输线被充电到1 V,同时信号也会沿传输线方向继续向前传播。这些电荷从何而来?答案是来自信号源,也就是我们用来提供阶跃信号、连接在传输线前端的电池。随着信号在传输线上的传播,信号不断地为传播经过的传输线段充电,确保信号传输过程中所到之处信号线与返回路径之间建立并维持起1 V的电压。每隔10ps时间间隔,信号会在传输线上传播一定的距离,并且从电源系统中汲取一定数量的电荷δQ。电池在一段时间间隔δt内的向外提供一定数量的电荷δQ,就形成了恒定的信号电流。正的电流会从电池流入信号线,而与此同时同样大小的负电流会流经信号的返回路径。流经信号返回通路的负电流同流入信号线的正电流大小完全一致。而且,就在信号波前的位置,AC电流流经由信号线和信号返回通路构成的电容,完成了信号环路。传输线的特征阻抗从电池的角度来看,一旦设计工程师将电池的引线连入传输线的前端,就总有一个常量值的电流从电池中流出,并且保持电压信号的稳定不变。也许有人会问,是什么样的电子元器件具有这样的行为?加入恒

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