入反射理论基础

只看该作者 · 2019-1-15 15:50

本帖最后由 ohayou 于 2019-1-15 15:57 编辑

eyuge2 发表于 2019-1-15 15:23
显然入射电流、反射电流分别是 Ii = Ui / Z0, Ir =- Ur / Z0.

传输线上任意一点的输入阻抗 Z = （Ui ...

汗(⊙﹏⊙)b
反射电压比反射电流还是z0, 你多了个负号
而总电流 Ii-Ir 你少了个负号，这里没搞清

只看该作者 · 2019-1-15 17:33

本帖最后由 wf.yang 于 2019-1-15 18:47 编辑

ohayou 发表于 2019-1-15 15:50
汗(⊙﹏⊙)b
反射电压比反射电流还是z0, 你多了个负号
而总电流 Ii-Ir 你少了个负号，这里没搞清 ...

是的。电流反射系数和电压反射系数是差一个负号。可能某处不小心弄错了，没有返回去看。哈哈。

2万 · 2019-1-15 17:48

从书上的推导过程可以看出，所谓的入射/反射波，只是个便于理解数学表达式的工具，并不是物理实际波形。如果[仅仅是关注电压和电流]，就可以当做是实际波！书上给出了推导结果！
但是如果这个波是真实存在的，就必须满足波的特征，这个就不是电压和电流就可以完全表征的了！我上面给出了个不是关注电压和电流的例子，那里就可以证明这个不是物理波！

现在的定向耦合器，仍然是关于电压电流的“变压器”，所以这个根本不能做波存在的例子。

只看该作者 · 2019-1-15 17:50

本帖最后由 wf.yang 于 2019-1-15 18:00 编辑

eyuge2 发表于 2019-1-15 15:17
感谢回复，你说得我似乎能听懂。提几个实际的问题，当做例子。
1.如果理想电压源的电压是Vs，内阻是Zs，后 ...

1.  对的，如果传输线无限长，在传输线上是看不到反射波的。
我的习惯，入射、反射，都是在均匀处考虑，比如传输线上。元件之间，我从不用入射反射的概念琢磨它
   还是用基尔霍夫定律。
你说的情况，源端至少没有二次反射，因为一次反射就不存在（传输线无限长），哪来的二次反射。

2.  是的，你的理解和我的理解一样。

3. 对，不仅仅是360度处，在180度处，波形都是一样的，当然是对无耗传输线说的。相隔90度，是相反的。

能。理想定向耦合器，只能耦合出向一个方向传输的波。所以用一个双向定向耦合器就可以。

但实际的定向耦合器，方向性不是太好，入射波中混有部分反射波，反射波中混有一部分入射波。做测量用，一般方向性要求达到30dB。

封闭的同轴线，是无法看到。如果你用外导体为笼型的同轴线，或干脆用微带线，用一个检波器，就能测量到沿线不同的位置电压幅度是不同的，原因就是入射反射波叠加的结果。

图就是一个微带线结构，上边包括两对儿定向耦合器。电路板为双面板，底面为公共地。

2万 · 2019-1-15 18:12

本帖最后由 xukun977 于 2019-1-15 18:13 编辑

wf.yang 发表于 2019-1-15 17:50
1. 对的，如果传输线无限长，在传输线上是看不到反射波的。
我的习惯，入射、反射，都是在均匀处考虑 ...

首先请注意教科书上那些推导，是正弦稳态分析！！

如果传输线无限长，有正弦稳态吗？或者说稳态建立时间是不是无穷大？

2万 · 2019-1-15 18:23

我以前发的那个帖子叫[一个老教授的传奇]，今天电子专业许多“灵活而巧妙”的理解，都是那个老教授的功劳，他把晦涩难懂的理论，转化成简单易懂的“初等知识”，老教授在书中介绍完入射波和反射波的概念后，来个了重要事情说三遍，告诫读者千万不要make the mistake，完全忘记了它的fictitious特征！

后人引用这个老教授的分析方法，什么都抄了，唯独把重要的事情说三遍没有抄！

所以看资料，最好一步到位看原始文献，省的后人乱抄乱改！

只看该作者 · 2019-1-15 18:24

本帖最后由 wf.yang 于 2019-1-16 07:31 编辑

ohayou 发表于 2019-1-15 11:19
扯远了，什么te tm mode都跑出来了，还有你是不是和消散模搞混了。长线的意思是长度可以波长相比的的意思 ...

对于一个结构，如果能够用传输线理论分析它，就必须满足如下条件：

1) 单模传输。如果是多模传输，只好一个模式用一个传输线模型，另一个模式用另一个传输线模型。然后叠加，也确实非常麻烦。而且得到的是稳态解。

2）纵向足够长，能够看出波动效果（比如驻波），就是所谓的可与波长“相比拟”。通常，非传输模衰减非常快，等不到与波长相比拟，就几乎消失了。
如果长度缩短，到不能与波长相比拟，仍可以用传输线理论解决问题，只是，所得到的结果，看不出波动特性，和低频电路特性是一样的。所以，此时用低频电路的方法求解，是没问题的，足够精确，当然可以用传输线方法求解，只要你不嫌麻烦。

3）横向尺寸足够小。为什么？为的是在横向看不到波动，就可以认为在横向上，量处处相等，这才符合低频电路的观念，因为在电路模型中，导线永远是几何概念的“线“，不考虑它多粗。

欲用传输线理论解决问题，第一、三个条件必须满足。如果第二个条件也满足了，就只能用传输线理论了，低频电路理论失效！

只看该作者 · 2019-1-15 18:32

ohayou 发表于 2019-1-15 11:24
其实反射有分时域和频域。
在模拟设计里主要关注频域反射，也就是稳态。测量仪为网分，是一种频域测量仪 ...

对，这两种，我都用。

只看该作者 · 2019-1-15 18:38

本帖最后由 wf.yang 于 2019-1-15 18:55 编辑

xukun977 发表于 2019-1-15 18:12
首先请注意教科书上那些推导，是正弦稳态分析！！

如果传输线无限长，有正弦稳态吗？或者说稳态建立时间 ...

如果我考虑有限远的地方，它其实已经到达稳态了。如果你考虑无穷远处，它就没有到达稳态。

稳态响应就是这样定义的：时间趋于无穷大时，响应函数的极限。我得到有限远x出的的电压，U（x，t），对取极限，就得到U（x），就是X处的稳态解。

我承认，与数学上的取极限，有点儿区别，取极限后，还含有变量t。

2万 · 2019-1-15 18:49

本帖最后由 xukun977 于 2019-1-15 19:12 编辑

wf.yang 发表于 2019-1-15 18:24
对于一个结构，如果能够用传输线理论分析它，就必须满足如下条件：

1) 单模传输。如果是多模传输，只好 ...

这三个条件不独立。

换句话说，这三个条件可以合并成一个条件！

什么时候能/要用传输线理论，首先一个前提条件是看你能忍受的误差是多少！
【去年此时，我在本坛说毕奥萨伐尔定律，给的条件是计算交流情况下的，于是大师在那骂人不懂装懂，说教科书上介绍这个定律说的是直流，你却把它用到交流，说明你不懂】
【现在可以小声地说了，我那个计算在交流情况下，误差仅仅是2%左右，这个精度，一般情况下当然可以接受了】

如果能接受5%的误差，那么波长必须大于这个数：

一般情况下，两者相差悬殊，暗示传输线横向是集总系统，而纵向是分布系统，所以据此，我在我那个帖子里说，长线是个混血儿！（集总特征和分布特征的组合）

所以，对于传输线适用场合的判据，就上面一个公式就够了。

只看该作者 · 2019-1-15 18:52

wf.yang 发表于 2019-1-15 18:24
对于一个结构，如果能够用传输线理论分析它，就必须满足如下条件：

1) 单模传输。如果是多模传输，只好 ...

老兄你越扯越远，这里仅先按理想传输线仅考虑传播方向这个维度分析已经足以，别人明显连基本电磁场概念都还没熟悉，就搬出多模什么的吓唬人没必要了，这里也不设想什么开关边沿太快那种频率成分很高，导致走线的横向尺寸和波长想比拟的情况，纯属画蛇添足，先帮他理解基本仅“一维”的传输线电路再说吧，真要扯远，除了波导效应，更高频率还不得要把不连续效应，甚至天线辐射效应加上去呀。
其实对于这类应用，能理解反射是为了满足电磁场边界条件的必然结果就已经可以了，何必简单问题复杂化呢。当真要去处理更复杂结构在讨论那些吧。

只看该作者 · 2019-1-15 18:56

xukun977 发表于 2019-1-15 18:49
这三个条件不独立。

换句话说，这三个条件可以合并成一个条件！

同意！

只看该作者 · 2019-1-15 19:12

本帖最后由 ohayou 于 2019-1-15 19:15 编辑

说了半天又跑题了，楼主说最大功率传输不受频率限制，这点是没错。但我也说了除此外还要看适用的阻抗条件这个前提呀，怎么没人讨论这个问题呢，为什么低频电路喜欢用阻抗桥接不用阻抗匹配怎么没人讨论这点呢？

2万 · 2019-1-15 19:13

wf.yang 发表于 2019-1-15 18:38
如果我考虑有限远的地方，它其实已经到达稳态了。如果你考虑无穷远处，它就没有到达稳态。

稳态响应就是 ...

有稳态就麻烦了，都是稳态没辐射，天线还咋工作？

2万 · 2019-1-15 19:22

xukun977 发表于 2019-1-15 18:23
我以前发的那个帖子叫[一个老教授的传奇]，今天电子专业许多“灵活而巧妙”的理解，都是那个老教授的功劳 ...

说到现代人抄书会把关键的给漏抄了，例子还有很多。
以清华郑军理为例，他书中讲相关函数的概念时，上来就定义啥的，我当时反复把书看了10几遍，每个推导过程都能看懂，就是不知道什么意思，弄个公式推来推去的，一脸懵圈。

后来我才发现，他抄人家书时，把原书6.11节介绍相关函数的引子，给漏抄了。
如果事先头脑里就有了“森林”，那么看见树木就不会晕了。不然上来直接用两个积分一比，说这个东西就是相关系数，你能知道它是干嘛用的？

只看该作者 · 2019-1-15 19:42

本帖最后由 wf.yang 于 2019-1-16 07:33 编辑

ohayou 发表于 2019-1-15 18:52
老兄你越扯越远，这里仅先按理想传输线仅考虑传播方向这个维度分析已经足以，别人明显连基本电磁场概念都 ...

所以，我的意思，能用基尔霍夫定律解决的，绝对不用传输线理论解决，能用传输线解决的，绝对不用场理论解决。

但每一种方法，是怎么来的，适用条件是什么，必须搞清楚。

不想把问题复杂化，但有人感兴趣，就一直说下去了。

2万 · 2019-1-15 20:10

wf.yang 发表于 2019-1-15 17:50
1. 对的，如果传输线无限长，在传输线上是看不到反射波的。
我的习惯，入射、反射，都是在均匀处考虑 ...

1/4+终端电阻，就是定向耦合器，射频电路就是看着结构简单。

2万 · 2019-1-15 20:14

这些东西拆开看，几乎没几个元件:

只看该作者 · 2019-1-15 21:00

xukun977 发表于 2019-1-15 20:14
这些东西拆开看，几乎没几个元件:

中短波波段的网络分析仪，多用驻波电桥。频率高了，多用定向耦合器。

只看该作者 · 2019-1-15 21:03

本帖最后由 wf.yang 于 2019-1-16 07:33 编辑

xukun977 发表于 2019-1-15 20:10
1/4+终端电阻，就是定向耦合器，射频电路就是看着结构简单。

我们一般用奇偶模分析。这个是弱耦合，耦合度36dB。耦合线电长度很小，方向性不容易做的更好。

3dB耦合电桥，方向性曾经做到过66dB。

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