Re: [问题] 同轴线制作两三问

楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-19 02:17:52
鲁蛇我来稍微解释一下,何谓“特征阻抗”(Characteristic impedance)
要详细解释的话,需要讲到大量电磁学的理论
不过应该大多数的人都会看不懂,然后直接 END
我是希望可以用很简略的文字让各位有个概略的认识...
各位应该有听过“电生磁,磁生电”吧?(如果连这都没听过我就无能为力了)
经过许多伟大的科学家的研究,发现变动的电场可以感应出磁场,反之亦然
然后马克斯威尔提出了电磁波的概念
不断变化的电场可以感应出不断变化的磁场,变成波动的形式存在
然后因为电场和磁场的互相感应,所以两者的波型要一样
而电场和磁场的振幅的比值 则会是一个固定值(这个值会跟空间结构和材料有关)
而 导线上传送的电压和电流 和 电磁波的电场和磁场 其实是一体的两面
所以导线上传送的 电压波 和 电流波 的 振幅的比值 也会是一个固定值
这个值就是“特征阻抗”(Characteristic impedance)
来举个简单的例子
Ro RL
┌﹌──────────────﹌┐
○ │
├────────────────┤
▼ ▼
这是一个传输线的略图,然后我们假设这条传输线的特征阻抗是 Rc
─┐
└→
Ro RL
┌﹌──────────────﹌┐
V○ │
├────────────────┤
▼ ▼
一开始我们从源头打入 V 的电压,同时伴随的电流是 V/Rc
────────────────┐
└→
┌─
←┘
Ro RL
┌﹌──────────────﹌┐
V○ │
├────────────────┤
▼ ▼
当这个电压跑到 RL 的时候,因为阻抗不匹配,会产生反射波
这个反射波的量必须符合边界条件,使得 RL 身上的电压电流必须符合欧姆定律
所以 RL 身上的 总电压/总电流 = ( V→ + V← )/( I→ + I← ) = RL
───────────────────┐
└→
┌────────────────
←┘
Ro RL
┌﹌──────────────﹌┐
V○ │
├────────────────┤
▼ ▼
等到反射波跑回到源头的时候,电压电流就稳定下来,然后就回到直流下的电阻分压
直流的时候,导线本身的电阻通常会低到可以忽略
如果是更复杂的电路架构,就会有更复杂的穿透和反射,甚至会有多次来回反射
导线里面传递的电压波和电流波就是电磁波的一种
所以他们的传递速度差不多就是光速,一公尺长的导线不用一奈秒就可以跑完
所以导线内的这些穿透反射的现象,大概几到几十奈秒就会稳定下来
但是会不会有影响,就要看实际状况和需求而定
所以做个结论
导线上传送的 电压波 和 电流波 的 振幅的比值 就是“特征阻抗”
但是导线本身的电阻是极低的...
这样各位有稍微的了解了吗?
作者: yys310 (有水当思无水之苦)   2014-10-19 02:45:00
原来振幅比值才是重点 之前看到的文件焦好像都放在RLC上推推推
作者: superafat (陈大利)   2014-10-19 03:22:00
学习了
作者: ang728 (要耍厨你还嫩的很)   2014-10-19 03:48:00
推绘图w
作者: izaka (虫二)   2014-10-19 04:01:00
学习了 ^^/
作者: intela60474 (Alber)   2014-10-19 04:54:00
学习了 推~
作者: greg7575 (顾家)   2014-10-19 10:01:00
RLC meter 也可以量到啊,只是他的价格科科安捷伦好像改名字了,这几周要收一台机器,到时候来玩
作者: A9943212   2014-10-19 10:29:00
学习了 大推~~
作者: gameguy (gameguy号:)   2014-10-19 10:52:00
困中之困 我路人我旁边路过的,哈哈
楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-19 11:46:00
RLC meter 量到的阻抗不是特征阻抗啊~
作者: odanaga (PixiyON)   2014-10-19 12:40:00
快推不然人家以为我看不懂QQ
作者: mtskyoko (千草)   2014-10-19 14:01:00
学习了!
作者: purplesky911   2014-10-19 14:58:00
学习了
作者: greg7575 (顾家)   2014-10-19 16:49:00
所以我很想知道怎么量
作者: boris20050 (永远的存钱中)   2014-10-19 20:10:00
小声地说一下,如果1m 用1ns 的时间的话,就超越相对论极限了
作者: yys310 (有水当思无水之苦)   2014-10-19 20:15:00
3C产品 想想也是理所当然的
楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-19 20:31:00
糟糕我说错了,比较实际的数字应该是 1/(1.5*10^8)大约是 7ns 跑一公尺(大概是因为深夜又喝了啤酒的关系)至于要怎么量特征阻抗,第一篇的推文里面有一个答案 XD
作者: greg7575 (顾家)   2014-10-19 21:19:00
我一直在失智,是 LCR meter 啦 XDDD高频的就叫做网络分析仪,其实原理basetnoaprhg;gbah4r5
作者: yys310 (有水当思无水之苦)   2014-10-19 21:19:00
查克罗里士乱入
作者: Dopin (ats.twbbs.org)   2014-10-19 22:54:00
你竟然出手了 XDDDDD
作者: greg7575 (顾家)   2014-10-19 23:19:00
100 kHz 开路量一次、短路量一次,Z 值相乘开根号phase 相加除以2,越接近0;特征阻抗越接近正确值不过线要弄得很长就是,原理bn4n4ia;ifd0bahghtnalogi再讲下去挡人财路。
作者: yys310 (有水当思无水之苦)   2014-10-19 23:26:00
想太多
楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-20 00:06:00
假设光速算10^8 m/s,100 kHz的波长是一公里耶,用这频率量特征阻抗很不实际...
作者: ck0611 (玄夜)   2014-10-20 02:01:00
专业推
楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-20 02:13:00
对了,想当然特征阻抗也是会随频率改变的啦~
作者: boris20050 (永远的存钱中)   2014-10-20 20:51:00
等等,这样不就表示特征阻抗其实是很简化的算法因为不知道他到底是从几次谐波的相加
作者: yamatai (回避性人格障碍症)   2014-10-20 21:01:00
所以的确也有人认为不需要理会同轴线的阻抗规范因为变量太多 根本不可能做到
楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-20 22:38:00
特征阻抗没考虑协波不协波啊~ 应该这样说,任何一个单频电磁波(电压波和电流波必须视为一体的两面)待在一条传输线上的时候,会看到一个特征阻抗嗯... 再修正说法,一条传输线上传递某单频电磁波的时候,其电压波和电流波的振幅比值会被限制在一个特定的值,就是特征阻抗... 当然不同频率的电磁波被限定的值会不一样
作者: greg7575 (顾家)   2014-10-20 23:01:00
所以不要去讨论就好了啊 XDDDD我自己觉得越讨论我越无知,还是不要出来献丑好了如果材质不会影响,那网络线猫5猫6猫7是研发心酸的吗
作者: boris20050 (永远的存钱中)   2014-10-20 23:09:00
是说,数位讯号传输方波的话,为什么测试是用sine 波?感觉有点奇怪
作者: yys310 (有水当思无水之苦)   2014-10-21 00:00:00
CAT7还没被承认吧
作者: ackdpe0776 (海苔)   2014-10-21 00:15:00
考虑波长跟同轴线长度的话,SPDIF传输速率也才几MHz以1公尺同轴线来说,一个位元波长约同轴线的百倍左右换句话说即使阻抗没有匹配应该也是影响高低电压转换的那个瞬间而已,基本上不会影响讯号接收吧...在这条同轴线上根本看不到一个完整波形...如果说同轴线会影响声音,关键在于那个转换的瞬间?
楼主: yeahbo (MSA-0011[Bst]PLAN303E)   2014-10-21 01:33:00
因为阻抗不匹配的话,会有多重反射搞烂01转换的边缘啊~然后就会增加jitter XD用sine波测试是为了看传输线的各种特性,因为波动方程式的通解就是弦波,然后线性方程不同频率是互相独立的,所以只要讨论各个单频率下的特性,不过也是有在讨论非线性的,那又是另外一个故事了... 然后讨论数位讯号传输的时候,会看眼图,这也是量测jitter的最直接的方法
作者: wraith0000   2014-10-24 14:25:00
学习了 推

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