高速电路知识大讲堂:只讲干货
第一节:传输线阻抗基本部分
高速电路知识大讲堂
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第 1 节:传输线阻抗基本部分
作者:马鹏山, sdxmps@126.com
2018-7-26:V1.0
理解传输线阻抗之前,建议读者先想明白以下内容,这样能够更好的理解传输线阻抗。
1, 问:如下图左图所示,左边是 24V 电源,正极经过开关,负极经过 1 毫欧的电阻,然后接入一个
特征阻抗为 50 欧的线缆 RG-58/U,线缆长度为 10 英里(16km),线缆末端开路,在左端电阻上加
一个示波器,当开关闭合时候,那么电阻上的波形是什么样的?(假设信号传播速度为 0.66 倍光
速)
答:答案是,是一个脉冲波,如上图右图所示。幅度为:(24V/50 欧)*1 毫欧=480uV,持续时间为:
(16km/0.66 倍光速)*2=162us。另外,假如这个线缆无穷长,那么电路中的电流将一直持续下去。
特别提示:正极信号和负极信号是同时向前传播的,不是说正极信号先传播,到达终点后,再顺
着负极路径返回到源的负端。这点对于初学者要知道理解。
2, 问:当一个脉冲波(笔者备注:英文原文是脉冲波,但笔者认为是阶跃波更妥当)沿着同轴线缆
向前传播时,假设线缆末端开路,那么整个同轴线缆上的电压电流情况是什么样的?
答案是,信号沿着导线走,同时也会有电流,到达终端后由于开路,会被反射回去,返回途中,
电压极性不变,幅值加倍(入射电压和反射电压叠加),反射电流极性相反,一边返回一边和入射
电流相抵消,返回到源端时,导线上电流彻底消失,源端电压达到最大值,应为初始电压的 2 倍
(再之后我们先不做考虑)。如下图:
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第一节:传输线阻抗基本部分
3, 问:当一个脉冲波(笔者备注:英文原文是脉冲波,但笔者认为是阶跃波更妥当)沿着同轴线缆
向前传播时,假设线缆末端短路,那么整个线缆上的电压电流情况是什么样的?
答案是,信号沿着导线走,同时也会有电流,到达终端后由于短路,会被“反射”回去,返回途
中,反射电压极性相反,一边返回一边和入射电压相抵消为 0,反射电流极性不变,返回到源端
时,导线上电压彻底消失,源端电流达到最大值(再之后我们先不做考虑)。如下图:
参考文献:
[1] creativecommons.org, Characteristic Impedance
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关于我:
从事电路设计已有 5 年半,期间查阅了很多专业资料,然而发现查阅的很多中文资料都不尽详细,
或者几乎没有,或者东搬西抄,人云亦云,只知其然,而不知其所以然,不能说清来龙去脉,无法从
根本上将一个知识点彻底讲透,所以我不得不去查阅了大量的相关英文资料,同时也发现了很多非常
有价值的英文文献,加以翻译整理总结,并根据情况加入我个人的理解,特开通“高速电路知识大讲
堂”,希望能与大家共享和交流,我所讲解的是争取把每一个细节都讲透彻,让读者读完了不再有稀
里糊涂的感觉,我一般也不会摆一堆连自己都懒得看的公式,而是要以实用为主,最后会给出参考文
献,一方面是对原作者表示尊重,另一方面也是供大家有据可查,可以去看更详细的原文讲解。另外,
本人业余时间吃饱了撑的做了一个论坛,叫做“高校交流圈”,我发现很多大学都没有自己的论坛,
或者有,但也没人气,干脆就做一个开放、共享的高校联合论坛罢了,发帖无任何积分限制。欢迎访
问:www.gxjlq.com ,这里可以找对象,找创业伙伴/技术大牛,技术探讨,心情分享,生活交流。
以后所有我写的电路相关的内容,以及相关参考文献,本人都会上传到 www.gxjlq.com,技术分享
版块高速电路讲解,有问题也可以来这里提问。欢迎访问下载,这个论坛现在严重缺水,希望读者
没事帮忙去论坛上罐罐水,多谢支持,也严重需要外链,欢迎帮忙挂外链。
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