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[电路/定理]

入反射理论基础

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楼主: jz0095
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ohayou| | 2019-1-15 15:50 | 显示全部楼层
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

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wf.yang| | 2019-1-15 17:33 | 显示全部楼层
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。

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xukun977| | 2019-1-15 17:48 | 显示全部楼层

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。

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wf.yang| | 2019-1-15 17:50 | 显示全部楼层
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。
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eyuge2 打赏了 1.00 元 2019-01-15
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xukun977| | 2019-1-15 18:12 | 显示全部楼层
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?




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xukun977| | 2019-1-15 18:23 | 显示全部楼层


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!





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wf.yang| | 2019-1-15 18:24 | 显示全部楼层
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!




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wf.yang| | 2019-1-15 18:32 | 显示全部楼层
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。

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wf.yang| | 2019-1-15 18:38 | 显示全部楼层
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。

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xukun977| | 2019-1-15 18:49 | 显示全部楼层
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:

631885c3dbcd62fc4d.png





869295c3dbf5072028.png



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。



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ohayou| | 2019-1-15 18:52 | 显示全部楼层
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。

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wf.yang| | 2019-1-15 18:56 | 显示全部楼层
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!

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ohayou| | 2019-1-15 19:12 | 显示全部楼层
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?

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xukun977| | 2019-1-15 19:13 | 显示全部楼层
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?

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xukun977| | 2019-1-15 19:22 | 显示全部楼层
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?


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wf.yang| | 2019-1-15 19:42 | 显示全部楼层
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。

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xukun977| | 2019-1-15 20:10 | 显示全部楼层
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。


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xukun977| | 2019-1-15 20:14 | 显示全部楼层
这些东西拆开看,几乎没几个元件:

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wf.yang| | 2019-1-15 21:00 | 显示全部楼层
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。

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wf.yang| | 2019-1-15 21:03 | 显示全部楼层
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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