传输线效应的PSPICE仿真

mytomorrow

在高频信号的场合，大家往往不敢轻信电路仿真的结论，因为实际的电路产生的效应总是复杂的，各种分布参数使得电路实际的等效模型和仿真环境下的集总参数模型之间有着明显的区别。为解决这个问题，可以调用传输线模型：

上图为传输线模型，T1为无损传输线的模型，只需要TD和Z0两个参数就可以完整表征传输线的特性参数，TD指的是传输时延，Z0指的是特征阻抗，举个例子：以聚乙烯为介质的传输线，由于光速在聚乙烯中的传输大约是20万km/S，因此一米长的传输线产生的传输延迟为5nS，特征阻抗则与传输线的结构、尺寸、介质都有关系，我们常见的有50欧、75欧、100欧的特征阻抗。T2是有损传输线，参数要复杂得多，包含5个，C、G、R、L这四个参数分别代表每米传输线的分布电容、线间电导、线上电阻、杂散电感这四个参数，LEN代表电缆的长度。

估计很多同学听到这里已经头大了，好，先放下这些挠头的概念，直接看一个实例。485/422总线是大家经常用到的，我们来看看它的传输特性：

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我们假设有一段20米的传输线，422/485总线的波特率假定为100kbps，那么脉冲宽度在10uS左右。截取一段1米长的传输线电缆

终端开路，用电桥测量分布电容，为100pF；

终端短路，测量杂散电感和直流电阻，为1uH和0.18欧；

将传输线的参数设置为：

C=100p   G=0  R=0.18   L=1u    LEN=20

执行仿真，测量传输线始端和终端的波形如下：

可见终端波形明显出现了振荡成分，幅度非常大，足以对传输符号的判断产生致命的影响。

如果把终端电阻修改为100欧，则仿真波形如下：

这就是阻抗匹配的传输效果，至于怎样才能阻抗匹配，大家用上面的L=1u除以C=100p，得到的值开方，就是最佳匹配的电阻值。至于为什么，这里一两句话讲不清楚，有兴趣的同学自己去阅读传输线理论。

    实际上Pspice中有几种双绞线的模型，更为完善，如TP26AWG的双绞线模型，直接给出了各种频率下的参数值。

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mqerew

双绞线的模型更加好
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Henriete11

在高频信号的场合，大家往往不敢轻信电路仿真的结论，因为实际的电路产生的效应总是复杂的，各种分布参数使得电路实际的等效模型和仿真环境下的集总参数模型之间有着明显的区别

mutougeda

Pspice中有几种双绞线的模型，更为完善，如TP26AWG的双绞线模型，直接给出了各种频率下的参数值