电路资料18-1

第18章均匀传输线,一、传输线介绍芯片与芯片之间1传输线主要用于电路与电路之间的能量和信息的传递。系统与系统之间常见的有：同轴线、带状线,2传输线电气性能应用于：高速集成电路的分析与设计电力系统的瞬态分析电磁脉冲研究传输线在高速电路中具有分布参数性质传输线、分布参数概念是电路理论与现代技术的结合点,1.传输线与分布参数电路,二、分布参数和分布参数电路介绍实际电路中参数都具有分布性。有些必须考虑参数分布性的电路，称为分布参数电路。什么时候作为分布参数电路处理？频率越高，波长越短当电路尺寸（与波长相比）比较小时，电路的几何尺寸可以忽略不计，电磁波即刻达到各处，电路为集总参数电路，电压电流是时间的函数，满足电压的单值性和电流的连续性。当电路尺寸与波长可以相比较时，在同一数量级时，电路的几何尺寸不能忽略不计，电磁波不能即刻达到各处，需要有一段时间的延时才能达到电路某处，电路为分布参数电路，电压电流不仅是时间的函数，而且是空间的函数，不满足电压的单值性和电流的连续性。一般认为d0.01时应考虑作为分布参数处理。,分布参数电路举例：1无线电通信技术领域，电波的发射机与天线，接收机与天线连接所用电缆2计算机与自动控制系统中使用的电缆有时也要作为分布参数处理3长达几百公里的输电线路（架空线）4高速集成电路的分析与设计传输线效应：当波长和电路尺寸处于同一数量级时，信号的传输具有电磁波的性质，经过传输将会受到一定程度的退化和变质，如出现延时、畸变、回波、串音、散射等消极现象，这些现象称为传输线效应。传输线效应是制约高速集成电路发展的重要因素。(集成电路的特征尺寸为0.250.01m),f=50Hz,延时时间,u1u2,1500m的输电线处理为集总参数电路,1500km的输电线处理为分布参数电路,延时时间,2.均匀传输线及其方程,沿线电压减少率等于单位长度上电阻和电感上的电压降。,沿线电流减少率等于单位长度上漏电流和电容电流的和。,3均匀传输线的正弦稳态解,一.相量方程,有效值和初相位是位移x的函数,为均匀传输线的传播系数,二.均匀传输线的正弦稳态解,特征方程为：,解答形式为：,Zc为特性阻抗(波阻抗),解答形式为：,(1)已知始端(x=0)电压、电流,将x=0代入,(2)已知终端(x=l)电压、电流,将x=l代入方程,传输线上距始端距离x处电压、电流为,解,x=900km时,4均匀传输线上的行波,正弦稳态解为：,均匀传输线上的电压，电流可看成由两个分量组成,第一项,瞬时值表达式为：,第二项,电压,电流,(1)固定一个位移x1，x1为至始端的距离,考察第一项u+,(2)固定一个时间t1，电压沿线分布为衰减的正弦波。,u,i即是时间t的函数又是位移x的函数表示一个行波,两个问题：往那移？速度？,当t=t1+t时，A点在x=x1+x处,设=0,第二项,均匀传输线上电压可以看成电压正向行波与电压反向行波的和,均匀传输线上电流等于电流正向行波与电流反向行波之差,同理,相量表示,5传播系数和特性阻抗,副参数,波每行进一单位长度幅值是原有幅值的e分之一，称为衰减系数相位落后弧度，称为相位系数,相位速度,特性阻抗（波阻抗）ZC,6.均匀传输线上波的反射系数,入射波：电源端向负载端传播的波正向行波反射波：负载端向电源端传播的波反向行波,一.反射系数n,定义：任一点x处反射波相量和入射波相量之比,二.几种特殊情况,线