《传输线电路观点》ppt课件

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1、第1章傳輸線(電路觀點)綱要1-1傳輸線方程式1-2傳輸線問題的時域分析1-3正弦狀的行進波1-4傳輸線問題的頻域分析1-5駐波和駐波比1-6Smith圖1-7多段傳輸線問題的解法1-8傳輸線的阻抗匹配傳輸線(TransmissionLine)傳送電壓、電流訊號的導體系統例有線電視的饋線電信局的電話線電力公司傳送電力的電線個人電腦連接數位相機的訊號線示波器探針所接的隔離線電路學與相對論的矛盾電路學：訊號源S發出一個脈衝時，電阻R兩端同時呈現脈衝，訊號傳播不需時間相對論：任何訊號傳播的速率不會比光快矛盾的解答脈衝的傳送的確需要時間實驗室中所處理的線路大小很有

2、限訊號的延遲(Delay)微乎其微一般的運用而言，訊號的延遲完全可以忽略傳輸線理論加入訊號延遲討論的電路理論需用傳輸線理論的情況訊號延遲不能忽略信號源的變化太快第一個脈衝才走到中間，第二個脈衝又送出來整條線上各處的電壓、電流都不相同綱要1-1傳輸線方程式1-2傳輸線問題的時域分析1-3正弦狀的行進波1-4傳輸線問題的頻域分析1-5駐波和駐波比1-6Smith圖1-7多段傳輸線問題的解法1-8傳輸線的阻抗匹配問題傳輸線上的電壓、電流各點都不相同此種差異如何造成？平行導線的電路學等效電路線上各點的電壓、電流都相同平行導線的傳輸線理論等效電路靜電學：可算出每單位長

3、的導體的電容靜磁學：可算出每單位長的導體的電感線上各點的電壓、電流都不相同傳輸線方程式推導傳輸線方程式傳輸線方程式的一般解推導波動方程式(WaveEquation)及其一般解向+z方向傳播的波向-z方向傳播的波、：任意單變數函數函數圖形的平移g(x－1)的圖形可由g(x)的圖形向右平移一單位而得沿時軸平移：訊號延遲：f(t)延遲時間開始所量得的訊號行進波現象相當於某物以的速率走z的距離所需要的時間的外形和f(t)的外形完全相同可以認為就是訊號在走電壓波與電流波初步解入射波與反射波入射波(IncidentWave)由波源送出的波反射波(ReflectedWav

4、e)向著波源的波一般假設朝＋z方向前進的波為入射波傳輸線上的電壓波與電流波為各成分波中電壓和電流的比值特性阻抗(CharacteristicImpedance)：把υ，代回原先的傳輸線方程式可得傳播速率：綱要1-1傳輸線方程式1-2傳輸線問題的時域分析1-3正弦狀的行進波1-4傳輸線問題的頻域分析1-5駐波和駐波比1-6Smith圖1-7多段傳輸線問題的解法1-8傳輸線的阻抗匹配決定入射波與反射波的條件波源(Source)情形負載(Load)種類無窮長傳輸線無窮長傳輸線的解1.[波源條件，SourceCondition]2.沒有其他波源3.波送出後永不反射4

5、.,無窮長傳輸線的電壓訊號傳播有線長傳輸線問題一例脈衝寬度W=10nsec=10-8sec波源輸出阻抗：R=100W傳輸線特性阻抗：Z0==50W傳輪線上波速：3x108m/sec傳輸線長度：負載：RL=100W第一個脈衝：反射前扺達RL之前，不會有反射波從t=0到t==1μsec之間，只有由波源送出來的波第一個脈衝：負載端第一次反射[負載條件，LoadCondition],第一個脈衝：第一次反射波負載上的反射訊號，經的時間可扺達z第一個脈衝：波源端第一次反射t2μsec後反射脈衝在波源端再進行反射反射係數高度的脈衝疊在那時要送出波源的訊號上，往接收端進發假

6、如0和1是用脈衝的有無來代表，而這高的脈衝正出現在不該有脈衝的時間內，接收端就會有錯誤匹配(Matched)RLZ0就不會有反射(匹配)綱要1-1傳輸線方程式1-2傳輸線問題的時域分析1-3正弦狀的行進波1-4傳輸線問題的頻域分析1-5駐波和駐波比1-6Smith圖1-7多段傳輸線問題的解法1-8傳輸線的阻抗匹配正弦狀的行進波(SinusoidalTravelingWave)正弦狀行進波的繩波類比取一根繩子，用手抓住一頭上下抖動繩端位移對時間的變化正弦狀行進繩波接有交流訊號源的傳輸線交流訊號源重視正弦狀行進波的原因正弦狀波的分析有相量(Phasor)的觀念可

7、用(附錄A)，計算簡單通訊時常將訊號加在正弦狀的載波(Carrier)上以增進通訊效率Fourier的理論顯示，任何時域(TimeDomain)的波形，均由許多正弦波合成，瞭解傳輸線對各正弦波的影響，就可以知道傳輸線對原來時域波形的影響。常用的正弦狀行進波物理量正弦狀行進波在某瞬間的空間分佈振輻(Amplitude)A週期(Peried)T波長(WaveLength)λ相位角(PhaseAngle)f頻率(Frequency)角頻率。波數(WaveNumber)(又稱空間角頻率，單位為rad/m)正弦狀行進波方程式傳播速率波每過一週期就前進一個波長常用電磁波

8、頻率範圍特低頻(VLF)：3～30千赫(kHz)低