1、精選優質文檔-傾情為你奉上1，傳輸線模型由平行雙導體構成的引導電磁波結構稱為（Transmission Line）。人們熟知的傳輸線有平行雙導線、同軸線、平行平板及其變形。低頻電路中，傳輸線負載端、源端的電壓、電流差別不大，但在高頻電路（傳輸線長度 與電磁波波長相比擬）中兩者差別很大。傳輸線模型就是用來揭示這種變化的規律的模型。傳輸線上的電壓、電源是縱向位置的參數。傳輸線在電路中相當于一個二端口網絡，一個端口連接信號源，通常稱為輸入端，另一個端口連接負載，稱為輸出端。2，傳輸線的特性阻抗分析特性阻抗：又稱“特征阻抗”，它不是直流電阻，屬于長線傳輸中的概念。在高頻范圍內，信號傳輸過程中

2、，信號到達的地方，信號線和參考平面（電源或地平面）間由于電場的建立，會產生一個瞬間電流，如果傳輸線是各向同性的，那么只要信號在傳輸，就始終存在一個電流I，而如果信號的輸出電平為V，在信號傳輸過程中，傳輸線就會等效成一個電阻，大小為V/I，把這個等效的電阻稱為傳輸線的特性阻抗Z。信號在傳輸的過程中，如果傳輸路徑上的特性阻抗發生變化，信號就會在阻抗不連續的結點產生反射。影響特性阻抗的因素有：介電常數、介質厚度、線寬、銅箔厚度。傳輸線的基本特性是特性阻抗和信號的傳輸延遲，在這里，我們主要討論特性阻抗。傳輸線是一個分布參數系統，它的每一段都具有分布電容、電感和電阻。傳輸線的分布參數通常用單位長度的電感

3、L和單位長度的電容C以及單位長度上的電阻、電導來表示，它們主要由傳輸線的幾何結構和絕緣介質的特性所決定的。分布的電容、電感和電阻是傳輸線本身固有的參數，給定某一種傳輸線，這些參數的值也就確定了，這些參數反映著傳輸線的內在因素，它們的存在決定著傳輸線的一系列重要特性。一個傳輸線的微分線段l可以用等效電路描述如下：的等效電路是由無數個微分線段的等效電路串聯而成，如下圖所示：從的等效電路可知，每一小段線的阻抗都是相等的。傳輸線的特性阻抗就是微分線段的特性阻抗。可等效為：Z0 就是傳輸線的特性阻抗。Z0描述了傳輸線的特性阻抗，但這是在無損耗條件下描述的，電阻上熱損耗和介質損耗都被忽略了的，也就是直流電

4、壓變化和漏電引起的電壓波形畸變都未考慮在內。實際應用中，必須具體分析。傳輸線分類當今的快速切換速度或高速時鐘速率的 PCB 跡線必須被視為傳輸線。傳輸線可分為單端（非平衡式）傳輸線和差分（平衡式）傳輸線，而單端應用較多。單端傳輸線路下圖為典型的單端（通常稱為非平衡式）傳輸線電路。單端傳輸線是連接兩個設備的最為常見的方法。在上圖中，一條導線連接了一個設備的源和另一個設備的負載， 參考（接地）層提供了信號回路。信號躍變時，電流回路中的電流也是變化的，它將產生地線回路的電壓降，構成地線回路噪聲，這也成為系統中其他單端傳輸線接收器的噪聲源，從而降低系統噪聲容限。這是一個非平衡線路的示例，信號線路和返回

5、線路在幾何尺寸上不同高頻情況下單端傳輸線的特性阻抗（也就是通常所說的單端阻抗）為：其中：L為單位長度傳輸線的固有電感，C為單位長度傳輸線的固有電容。單端傳輸線特性阻抗與傳輸線尺寸、介質層厚度、介電常數的關系如下：? 與跡線到參考平面的距離（介質層厚度）成正比? 與跡線的線寬成反比? 與跡線的高度成反比? 與介電常數的平方根成反比單端傳輸線特性阻抗的范圍通常情況下為 25至120，幾個較常用的值是28、33、50、52.5、58、65、75。差分傳輸線路下圖為典型的差分（通常稱為平衡式）傳輸線電路。差分傳輸線適用于對噪聲隔離和改善時鐘頻率要求較高的情況。在差分模式中，傳輸線路是成對布放的，兩條線

6、路上傳輸的信號電壓、電流值相等，但相位（極性）相反。由于信號在一對跡線中進行傳輸，在其中一條跡線上出現的任何電子噪聲與另一條跡線上出現的電子噪聲完全相同（并非反向），兩條線路之間生成的場將相互抵消，因此與單端非平衡式傳輸線相比，只產生極小的地線回路噪聲，并且減少了外部噪聲的問題。這是一個平衡線路的示例- 信號線和回路線的幾何尺寸相同。平衡式傳輸線不會對其他線路產生噪聲，同時也不易受系統其他線路產生的噪聲的干擾。差分模式傳輸線的特性阻抗（也就是通常所說的差分阻抗）指的是差分傳輸線中兩條導線之間的阻抗， 它與差分傳輸線中每條導線對地的特性阻抗是有區別的，主要表現為：? 間距很遠的差分對信號，其特性

7、阻抗是單個信號線對地特性阻抗的兩倍。? 間距較近的差分對信號，其特性阻抗比單個信號線對地特性阻抗的兩倍小。? 別的因素保持不變時，差分對信號之間的間距越小其特性阻抗越低（差分阻抗與差份線隊之間的間距成反比）。差分傳輸線特性阻抗通常情況下為100，有時也用到75。考慮到多層PCB板生產時PCB跡線可分布于表面或者內層，這兩種情況下PCB跡線的參考平面有所不同，所以又可將PCB跡線分為微波傳輸帶（Microstripe）和帶狀線（Stripeline）傳輸線路。微波傳輸帶傳輸線路是由一條安裝在可導接地層的低損耗絕緣體上的控制寬度的可導跡線構成的。該絕緣體通常使用強化玻璃環氧樹脂制造，例如 G10、

8、FR-4 或 PTFE，用于超高頻應用。帶狀線傳輸線路通常包括夾在兩個參考層和絕緣材質之間的導線跡線。傳輸線路和層構成了控制阻抗。帶狀線與微波傳輸帶的不同之處在于它嵌入到兩個參考層之間的絕緣材質中，帶狀線阻抗參考兩個平面，阻抗跡線在內層，而微波傳輸帶只有一個參考平面，阻抗跡線在PCB板的外層（表層）。PCB 跡線的阻抗將由其感應和電容性電感、電阻和電導系數確定，這些因子將是跡線物理尺寸（例如跡線的寬度和厚度）和 PCB 底板材質的絕緣常數和絕緣厚度的函數，因此也可以說，PCB板跡線的阻抗值由信號跡線的物理尺寸（寬度和厚度）、線路板絕緣常數、絕緣介質厚度、信號跡線與層的配置決定。3，傳播常數（p

9、ropagation constant）傳播常數k=2/，相速度=c/n()，n()是與波長有關的折射率函數。純SiO2的折射率隨著波長的增大而減小，因而傳播常數小了，相速度變大了。4,慢波及慢波特性【行波：traveling wave，某一物理量的空間分布形態隨著時間的推移振幅不變的情況下向一定的方向行進，傳播方向為無限，故稱行波。】所謂慢波是相對于快波而言的，某一系統，在其中的傳輸速度大于或等于光速，為快波系統；傳輸速度小于光速的系統為慢波系統。慢波系統是行波管的重要組成部分之一。由于行波管的工作依賴于電子注與線路行波場之間的相互作用而完成，所以沿軸向傳輸的行波場應與電子注有近乎相同的速度，而且該速度應該遠比光速小。產生這些沿軸向傳輸的且相速遠比光速小的行波場的電路稱為慢波系統(或慢波電路)。微波管中諧振腔中提供很強的高頻電場，從而增強電子與場的相互作用，但是諧振腔的固有頻率選擇性限制了帶寬。在選定的工作模式下慢波電路主要的特性和參量有色散特性耦合阻抗等。色散特性表示在慢波電路中傳播的微波場的相速隨頻率變化的關系。用于寬頻帶行波管的慢波電路在頻帶寬度內相速隨頻率的變化應盡量小即色散較弱。這樣才能在整個頻帶寬度內保證電子注與微波場相速之間的同步。耦合阻抗是表示電子注與微波場相互作用強弱的一個參量。耦合阻抗的量值越大微波場與電子注的耦合越強電子注與微波場之間的能量交換越