传输线理论是联系低频和高频电路的抓手或纽带！

登录 · 发表于 2019-10-12 17:31

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-12 17:32 编辑

刚才看见小7同志，嘲笑我7年前不懂电磁理论：

【7年前】这个数据不准确，我是2016年前后，才开始看电磁学方面的著作的，因为我学的IC设计是低频的，射频理论用不着，尽管学过RF IC设计，但是是混学分的，60分过关就行。

业余学这个，主要是为了陪大师聊天，因为他酷爱从场到路的演变。

学习过程主要是先把郑钧教授的《电磁场与电磁波》，看他几遍，然后买了两本英文专著（包括精美但有点贵），

但是在学习过程中，我发现电磁场\高频电路和低频电路理论，一脉相承，有低频功底，学这个也不难。

所以学习目的从陪聊，变成了有点兴趣。

发表于 2019-10-12 17:38

因为我是学习/做低频电路的，电磁学和微波知识对我来说，没有什么用，这是最初的想法，看起来天经地义。

但是为了陪聊，学习一段时间之后，发现传输线理论是个好东西，如果学完之后再回头看一看低频电路理论，认识能更进一步，更深入了，所以学这个并非没有一点用。

发表于 2019-10-12 18:03

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-12 18:08 编辑

king5555 发表于 2019-10-12 17:55
小7人在哪里，多年不见，应当热烈欢迎。
元件手冊，常会印錯字，标错数据，画错电路。不得不防。 ...

小7以前说他是在深山老林里测电磁波的，不知道现在干什么了。人家一不怕黑，二不怕鬼，在坟墓旁边搭个帐篷，边测电磁波边睡觉，这胆量，杠杠滴。

登录 · 发表于 2019-10-12 18:26

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-12 18:34 编辑

小7还搞笑了，说没有人气要死掉了。

最近一直想做个低频伏安特性分析仪=自动识别插入的元器件是电阻还是晶体管之类的。然后测量其伏安特性曲线，另外还能测量六种两端口网络的特性曲线，压控/流控非线性电阻的特性曲线。。。

所以没有时间打理或更新内容。

明天抽空开始录像，或者是搞个直播，提升人气，让小7这样的小心眼给嫉妒死

登录 · 发表于 2019-10-13 08:50

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 08:54 编辑

言归正传：

首先要说明，不管是学习低频电路，还是学习射频电路，手里有个测量工具是必须的。
只看理论不动手，脑子里**再多的知识点，也是死水一潭。因为理论学习的目的，是让理论预测和实测结果尽可能的相一致。可见理论和实测是相辅相成的。

最关键的一点是这样**深刻。死记硬背过几天就忘光了。

仪器不一定要高档，2，300元的也行，起码能说明个大致趋势也是好的。
当然了，有条件的可以买安捷伦等高档仪器。

例如我测的2N5551三极管特征特性曲线：

很明显，基极电流大一些就倾斜的厉害，说明输出阻抗低，但是最低的一条线是平的，说明不漏电。
出现这种情况，一般基区做的太薄了，基区宽度调制效应太明显了，这种管子稳定性差，击穿电压也低。

如果不看曲线，用常规电工的做法：根据两个结是否导通，或者是用简陋的晶体管测试仪，简单看看结电压和β，是分析不出来这个关键特征的。

当然了，这并不是说2N5551管子不能用，只是对所测这一个管子下的结论，可能在某宝上买到加货也说不定的。

补充一点：由于使用的是单电源设计，在0V附近，运放工作不正常，噪声扰动导致运放输出有震动，所以下图红圈内的这个地方曲线有问题，不准确。
应该也是水平的才对。

登录 · 发表于 2019-10-13 09:11

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 09:15 编辑

理论并非空穴来风，胡乱研究的，例如教科书上的基于两个二极管的艾伯斯-摩尔模型，看着比较简陋的模型，和实测结果还是比较靠近的：

上图右边部分是根据艾伯斯-莫尔模型，使用数学软件作的特性曲线，左边是半导体公司使用专业的半导体分析仪，测量到的共基晶体管特性曲线。

登录 · 发表于 2019-10-13 09:23

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 09:35 编辑

模电教科书，介绍晶体管模型中的基极电阻时，一般都是语焉不详，如果你有点敏感度，就能知道，这种语焉不详代表有难言之隐。
所以教科书上就统一给个模型，各个模型参数也给定，所有的电路如果没有另加说明，全照这个数据来就行了。

比较精确的模型为：

输入阻抗部分，和传输线模型之间，有何关系？？？

和精确模型一比较，就知道基极电阻Zb有多复杂了，教科书只能简单地告诉读者此电阻的大小范围是多少。

类似的例子还有很多，比如二极管建模，精确模型都是类似的集总参数表示，本质上都是分布参数。

所学的传输线知识，在这儿都能派上用场。因为可以把他看成是传输线特例，例如上面的基极电阻，没考虑L而已。

登录 · 发表于 2019-10-13 09:45

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 09:49 编辑

低频电路理论也经常有下图所示的网络，特点是n相同的结构串联或并联，这个n是不定的，可以很大。

倘若使用低频电路中的节点法或网孔法求解，几乎不可能。
而传输线理论专治这种周期性重复的结构。

另外，模拟滤波器的理论发源地，也是传输线理论，最起码两者之间有千丝万缕的联系。
例如恒k型滤波器和m推演型滤波器，使用传输线理论，用传播函数和特征阻抗函数来表征它，研究起来非常高效。
这一块是个庞大的话题。

登录 · 发表于 2019-10-13 10:06

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 10:25 编辑

由于传输线知识，通常出现在电磁场与电磁波、信号完整性SI/EMC等书籍中，会让人误以为不研究这些方向，学习传输线知识就没有用。

传输线理论实际上低频网络理论的应用或拓展。
例如我们要想完全确定一个网络的特征，最少需要几个函数？？？？？？？
在低频电路中是两个，传输线也不例外，也同样是两个：例如可以用特征阻抗和传播函数，也可以选用Zoc和Zsc，也可以选择其它电路参数，看哪个方便。

再来看看模电书籍中常干的一件事：给定放大器，求输入阻抗，输出阻抗和电压\电流增益，一共三个，书上一般都是独立的分别求解的！

根据上面的原则，这样干是非常愚蠢的，三个参数只有两个是独立的！

例如下图，知道任意两个电路参数（如已知输入阻抗和电压增益），整个电路元件参数就都确定了（R1和R2就知道了），于是第三个电路参数（输出阻抗R1//R2）也就知道了：

有人根据这么个小小的原则，弄出来个定理：网络的电压增益已知，输入/出阻抗可以直接秒杀（因为除法运算，可以把公因子约去，所以快）

工程师花了好几年时间开发个产品上市，未必能一战成名，人家就弄出这么个小玩意，就出名了，到哪讲理去？？？

把你的名字+定理或定律，写在书上，不比把你的头像挂在某地方的成墙上，还风光啊。

登录 · 发表于 2019-10-13 10:41

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 10:58 编辑

再例如插入电压比，低频电路中是这样介绍的：

可见，插入比是变态的传递函数--与常规相反---激励和响应之比。

上式给出一种求解响应的方法：给定网络的插入电压比和激励，可求响应。

例如：

传输线理论里也是这样玩的，只不过取个对数ln，叫插入损耗了。

发表于 2019-10-13 16:51

本帖最后由 csdnpurple 于 2019-10-13 17:45 编辑

king5555 发表于 2019-10-13 14:03
我就知道x大行。应该把重心放在芯片設計，不要只是反向工程的抄板。

将器件的精确模型类比成传输线，就带着反向学习的影子，正向学习应该是使用精确模型推出传输线理论，因为传输线理论只是精确模型的特例的简化。
低频在有长线的情况下也要使用传输线理论。
你做的测试仪器不错，在哪里能买到？
@xukun977

登录 · 发表于 2019-10-13 20:00

csdnpurple 发表于 2019-10-13 16:51
将器件的精确模型类比成传输线，就带着反向学习的影子，正向学习应该是使用精确模型推出传输线理论，因 ...

在网上搜了好长一段时间，都是这些：

二手的老掉牙了，又大又笨重，显像管老化的不行了，还卖将近1k，杭州五强固然强，但是卖1W多：

这个价格不正常。

于是自己瞎整了一个：
45元的2.8寸显示+7元升压模块+10元DAC+18元的arduino+5元的14脚slot插座+10元电阻电容三极管稳压块+15元的嘉立创打板

跟理想中的预算100多元比较接近。

登录 · 发表于 2019-10-13 20:08

本帖最后由 xukun977 于 2019-10-13 20:10 编辑

由于我不懂软件，理想中的操作无法进行！

例如二极管正向曲线:

如果能像手机一样，用两个手指滑动屏幕，来改变坐标，横坐标变成0到1V，便于全屏幕观察曲线。

传输线理论是联系低频和高频电路的抓手或纽带！

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