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传输线理论

2022-06-29 02:23:12 百科资料

传输线理论来源:在信号完整性和电源完整性,工程师必须理解传输线理论基础,这里给出简单的传输线理论,并随后引出关于特性阻抗的概念。

  • 中文名称 传输线理论
  • 来源 信号完整性和电源完整性
  • 概念 特性阻抗
  • 波长 6000公里

定义

  传输线指的是能够传输电信号的连接器。

简介

  在低频时候,例如一个台灯的电源线长2米,其电源的工作频率是50Hz,波长就是6000公里。这根电源线相对于波长来讲是非常短的,不需要考虑波动效应,我们可以把它看成短路。

  而对于一个便携式产品如手提电脑、PDA等PCB板设计,假如工作频率在100MHz或者几个GHz,工作的波长和连接器的尺寸可以相互比拟,在连接器上面信号已经有明显的波动效应,这时必须考虑传输线效应。在PCB设计者常见的传输线有微带线(microstrip)、带线(stripline)、电缆(cable)、连接器(connector)等等。

  对于简单的传输TEM模式的单线传输线,例如微带线,可以等效成如下简单的结构:

  其中RLGC为单位长度的电参数,其中RG值与导体损耗,介质损耗,辐射损耗相关,LC和物理横截面尺寸相关;等效的RLGC参数一般情况下都是频率的函数。

  在一些特殊情况下(低频或者频带相对比较窄等)RLGC近似看作是常数。取长度dz,传输线方程:

  或者写成时谐条件下频率域方程

  可以看出,上面方程是关于v或者i相互独立、无耦合的二阶椭圆微分方程,其解可以表达成简单的指数函数(或者三角函数)的组合。

  对于多线传输网络,需要耦合传输线理论进行分析。

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