找回密码
 注册
关于网站域名变更的通知
查看: 2246|回复: 5
打印 上一主题 下一主题

[请教版主]传输线入口处的电压Vi及反射系数在SI和RF两套理论里的公式差异?

[复制链接]

该用户从未签到

跳转到指定楼层
1#
发表于 2013-8-16 10:50 | 只看该作者 |只看大图 回帖奖励 |倒序浏览 |阅读模式

EDA365欢迎您登录!

您需要 登录 才可以下载或查看,没有帐号?注册

x
本帖最后由 fishplj2000 于 2013-8-16 10:55 编辑
4 Z+ \+ B4 H0 _; \, q8 ]8 a" r7 J5 t/ y1 i
传输模型结构:+ q! d+ u4 a9 E
              源(Zg) ----》   传输线(Zo)   -----》负载(ZL)
* b9 g% G) Q# B4 T* K                 Vs                      Vi                          Vo
' e9 s9 L. o  Z6 P( [关于传输线入口处的反射及电压Vi的计算,在信号完整性和微波理论里,计算公式有些差异。9 G; b6 |7 W/ e: t) I- u

' `+ q% r+ J2 p9 n从信号源出发的信号每次进入传输线时,输入电压计算:) r: t% r* \$ ~6 G/ l( K
信号完整性里面:1 U% i, l' Z" y- o. a, `2 G: s7 Y* c
       公式1:        Vi= Vs* Zo/(Zo+Zg)        无视传输线后端的情况
+ X. s8 Y! S1 N7 l- H9 f2 Z& y5 l' f微波理论:4 ^( ^- y; B- o9 N7 i4 f/ o4 b% Y' c% R
        公式2:       Vi=Vs* Zin/(Zin+Zg)   其中,Zin为传输线(Zo,长度)和负载(ZL)的合成输入阻抗( J& d! n3 U  h6 ?# {; g( w

% `) [0 D8 s% i在ADS里面仿真,传输线input端阻抗确实是传输线(Zo)与负载(ZL)的合成阻抗Zin,按照道理来说,Vi应该是按照公式2计算;
  B" N& t4 W1 p9 w0 @% j8 v, ^" G3 y可实际情况是,Vi是按照公式1来计算的!3 `) R( t0 H6 l6 m1 o
  仿真结构:         Zg=50 ,  Zo=50(1/4波长传输线)    ,    ZL=30      & z7 c. Z% _2 M. ^
  激励信号:         Vi=1V阶跃信号% l- }8 C/ f: }/ @2 q1 w: l+ K; a+ Z! G/ D
  测试结果:          Zin= Zo^2/30 =83.3     Reflective Ratio = 0.25 = (Zin-Zg)/(Zin+Zg)8 m8 ^* v2 W# B9 p' K5 K# d( c
                          可是瞬时电压  Vi=0.5V , 符合 Vs* Zo/(Zo+Zg)  ,并不是 Vs* Zin/(Zin+Zg)
7 g" [- ~3 a6 l( a为什么?如何理解? 或者说,这两个公式的应用差异在哪?
$ N0 A# P  e. Y' B# H  R* _) p* y, v8 e( W6 T# ~( h8 B& M

6 d- A! R: k: I( Z
% ?. V4 t. c+ d, N & x$ `, B- I% u6 C
2 c# W$ `0 i# B& S( Q

该用户从未签到

2#
 楼主| 发表于 2013-8-16 17:20 | 只看该作者
请见不同输入信号下,Vi的输出,用ADS仿真* d7 z7 h7 L( r

该用户从未签到

3#
发表于 2013-8-17 11:42 | 只看该作者
本帖最后由 Xuxingfu 于 2013-8-18 22:07 编辑
. [1 a! {* Q0 @0 v) g- U! j
+ x( z$ P* e" [8 n2 f楼主的问题问的很经典,很好,但是指定版主回答, 鸭梨山大, 哈哈...5 ~/ b4 Y; P! U! B1 O6 y% ^# y
  P/ z4 L4 e; k; U
首先射频和数字电路信号完整性的理论从来都是一套,SI/PI其实都是建立在射频微波电磁场理论基础之上的。5 V7 D" k  X0 `% r( s* A

2 m  P& ^% _' |/ M. r$ J2 V一个理论比较好的SI工程师,有射频微波基础比较好。- I! p. d! V$ h) P/ j/ i5 B- Y" F
9 [# ]4 l2 E: T1 I. [) i1 i; i
射频理论里面的传输线理论其实也考虑和适用的数字电路情况,只是关注点不一样。3 R' `1 z5 Q+ F+ k' G/ _0 {  Z* C. n& d

" V3 @, o0 N7 g; _" v1 ~8 T9 D(1)射频传输线结构复杂,有各种形式耦合线,滤波器,功分器,微带巴伦等,而数字电路是信号复杂,结构就单端和差分;
# d, L2 k, j, Z; Y2 u  e# B( A' Q" o1 u+ `+ t9 M0 k
(2)射频关注稳态,数字关注瞬态。+ `4 e: T1 F/ p/ p6 d  I

1 F9 X0 ~; B8 n: [- p6 K(3)射频关注功率,数字关注电压。# F5 o; T: `( B, ~5 g/ j: V
# W' ^% _3 `' A; P: K; }
(4)射频用LC匹配,数字用电阻匹配。
! p; N( Z1 K% D: k9 z" i$ H6 W8 |) K2 f& g, @$ C4 f2 p  n- F7 W0 J
5 \' i/ `9 ?. O  z
1. 公式1为瞬态的,也就是TDR的原理。电压一次的波形。
: v( x- ?: Y8 z6 h1 Z- Y3 I2.公式2是稳态的,电压第一次,第二次,第N次的波形叠加。
3 ]+ |: a1 F4 a; G9 _也可以这样说,公式2其实是包含公式1的状态.' L# z) ]$ [* R, Z  h: r! K

; S; s/ e9 h2 u关于公式的适用性,我们一般的公式都是讨论正弦波状态,如下结果验证也适合阶跃和方波情况。" a" k* y% O" L) j2 Q" F8 S

) G8 k/ E$ ~/ `: g/ I2 Q1. 正弦波,公式1,2计算都是OK的,Vi的波形起初是0.5V, 2.5ns后受到后面电路影响变为0.625V,也就是2.5ns以后出现了反射波叠加。
  @" N6 y6 x  ]* _& i' U9 |0 o, [( m
2.阶跃信号不匹配会出现过冲,幅度也会下降或上升,这要看反射系数的正负情况。
6 b+ C* m' v) n7 L% s/ R, |. _3 ?/ p
0.357V=0.5-0.1257 U5 O# r. u  V2 ~. U% Q' a0 ]

( M) L5 H: y: m  K* n0 _8 q+ y稳定前过冲的波形和幅度值都会后很多种情况,如果E足够长,过冲会到0.5V, 求解比较复杂,需要傅里叶分解信号后叠加。
# l- i  m; w3 D. ]! h2 U6 o" X
( N4 t7 R/ k" a% r - e) B. ~  S& E8 @; d. S

* _5 z% e  m3 p! S5 u- s3.方波信号,你的问题就是这个疑问,为什么m1m2相等?: j2 h/ x, m% w3 d0 p7 \# v2 D

2 p7 q% j: t& a; j* D, a& `其实波形下边幅度已经畸变,正常的是0,反射后,方波起点-0.125,0.5+0.125=0.625,
1 k2 a" R" ^# U$ A& V2 J% a, J8 A  A# e# i) o0 `
方波的起点为正或者负,这个跟RL和Z0大小有关。Γin=(ZL-Z0)/(ZL+Z0),也是就是反射系数有可能为正,也有可能为负。* e+ @, C6 y5 ?, M
# v8 Y, m8 v5 Z; Z1 n  H) z
0 Z3 R. U0 J0 ~* t" n! |( g

. G# j( G( o4 L: j如果你设置为2G或你把E=90, 改为140不匹配的时候,会非常明显,波形如下:
9 Q( n. C# z$ F6 ]+ J2 y4 g$ j. I( B0 M4 @, |
1 o9 `9 ]$ V% Y) t( [0 H% ~

该用户从未签到

4#
 楼主| 发表于 2013-8-20 09:39 | 只看该作者
Xuxingfu 发表于 2013-8-17 11:424 I6 K# m* f0 q7 H# a& e6 Y
楼主的问题问的很经典,很好,但是指定版主回答, 鸭梨山大, 哈哈...
6 I; K# f* Q3 M) J  ]( D; E3 _* \  W2 K! h* d% L9 n
首先射频和数字电路信号完整性的理 ...
/ d+ p: L; e! y1 x# u
非常感谢版主热情、细致的回复与专业的解答% x/ M1 Z: [$ F  ^
版主真是太好了,{:soso_e179:} 超赞一个{:soso_e113:}

该用户从未签到

5#
 楼主| 发表于 2013-8-23 08:54 | 只看该作者
Xuxingfu 发表于 2013-8-17 11:42" w4 B# D0 E$ H! j7 W
楼主的问题问的很经典,很好,但是指定版主回答, 鸭梨山大, 哈哈...7 d" k  W# r2 T' g! k. C, ~, e
& F1 c' H7 a+ Q8 b& ^# p- @
首先射频和数字电路信号完整性的理 ...
, \0 {! B& c0 g- {) E* N+ c
再请教斑斑一个疑问:9 K0 C* K( F8 o
       在射频书里面,Vin是入射波Vin+和反射波Vin-的迭加合成信号,Zin是Vin+和Vin-共同看到的阻抗,Vin-是来自于负载,所以Vin除了看到Zo外,还看到了ZL,即所谓的合成阻抗Zin。
/ K9 U8 h: t% o. E: l0 B; W        射频关心高频模拟信号,而SI关心高速数字信号* T, ~2 O4 s) z6 `
        数字信号关注上升沿和下降沿,电路只要不产生逻辑误判就行,可能第1~n个bit上升沿都没有碰到反射回的脉冲信号,但总有第n+1个bit上升沿会遇到并迭加反射脉冲,那么第n+1个bit后的脉冲数据的发射端就感受到负载的影响了,相当于同时看到了Zo和ZL

该用户从未签到

6#
发表于 2013-9-2 23:15 | 只看该作者
本帖最后由 Xuxingfu 于 2013-9-2 23:17 编辑 1 v! P" ~" O5 W' |+ d1 F) J/ |
1 M. S9 `+ h4 U& i* U7 O& E
对于1G方波信号,分解频率为多次谐波,如果电路是匹配的,那么1  3  5..谐波也是匹配的,Zin是相同的额。: q: H0 u, g& ^% }
+ ]) o# g: V% y6 X
如果不匹配,各个谐波频率点的Zin是不同的,组成上升沿的各个谐波感受到的阻抗是不同的。
您需要登录后才可以回帖 登录 | 注册

本版积分规则

关闭

推荐内容上一条 /1 下一条

EDA365公众号

关于我们|手机版|EDA365电子论坛网 ( 粤ICP备18020198号-1 )

GMT+8, 2026-4-18 22:11 , Processed in 0.125000 second(s), 26 queries , Gzip On.

深圳市墨知创新科技有限公司

地址:深圳市南山区科技生态园2栋A座805 电话:19926409050

快速回复 返回顶部 返回列表