電路知識:Transmission line
工具:Qucs
線上模擬
簡介:Transmission line 的推導
:衰減常數 (attenuation constant) , napper/m
:相位常數 (phase constant) , rad/m
特別情況
模擬結果
簡單範例
之前推導的皆是穩態 (因有轉換為 Phasor domain,穩態原因)
並聯範例
特別情況
波長 線長
若為無損耗傳輸線
即然在源端看到的負載 跟負載端一致,所以分壓會是正確的
而 與 無關,所以整條線上都是同樣的電壓,也就是正確的分壓
常見的經驗方法認為如果電纜或者電線的長度大於波長的1/10,則需被作為傳輸線處理
傳輸線模型
Transmission Line vs Lumped Element
工具:Qucs
線上模擬
簡介:Transmission line 的推導
假設一段無限短傳輸線的等效電路,如圖
當 , ,
利用 Laplace 轉換解二階微方
目前只能到這步,因不知初始條件無法解
猜測當初也是觀察而來,且是在負載端,所以 才會在負載端,利用公式反推初始條件
可得公式, 項表示波沿 +z 方向傳播;反之, 項為波沿著 -z 方向傳播
因波只會隨著距離加長而減弱
將 單獨拿出來,轉回時域
可以發現 便是相位速度,也就是波前進的速度
或從單一點來看,是這點來回振盪的速度。為何會振盪,因為波通過此點
因光速為定值
那麼特徵阻抗 (Characteristic Impdance)呢?
故特徵阻抗 (Characteristic Impdance) 不算是認知上的阻抗,而是運算過程中,得到類似阻抗的解
猜測當初也是觀察而來,且是在負載端,所以
因波只會隨著距離加長而減弱
或從單一點來看,是這點來回振盪的速度。為何會振盪,因為波通過此點
因光速為定值
特別情況
無損耗傳輸線
有終端負載的傳輸線
反射係數
任意點的反射係數,也就是往前的波跟往後的波的比例
那麼在 的反射係數呢?
任意點的反射係數可被重寫
那麼 呢?
若傳輸線長度為 or
模擬結果
簡單範例
之前推導的皆是穩態 (因有轉換為 Phasor domain,穩態原因)
- 以暫態來看,Power 一開始送出,不會知道導線多長,所以會認為導線無限長
此時 ,電壓會是分壓下的結果 - 訊號到達負載端,因
故負載電壓為 ,反射電壓為 - 訊號又回到起點,因可看作從負載端送來
,仍可使用
故起點為 ,反射電壓為
並聯範例
- 以暫態來看,Power 一開始送出,不會知道導線多長,又無電阻,所以全力送出
- 到達
時,因後兩端導線長度未知,所以會認為導線無限長
此時因 ,
故
反射電壓為
因電阻分壓 - 到達
& 時,因阻抗匹配,故完全接受為
特別情況
波長
而
參考
傳輸線理論與阻抗匹配傳輸線模型
Transmission Line vs Lumped Element
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