北京交通大学：《电磁兼容理论》课程教学课件（PPT讲稿）第4章 传输线和信号完整性

京交通大学Beijing Jiaotong University电磁兼容理论第4章传输线和信号完整性

电磁兼容理论 第4章 传输线和信号完整性

北京交通大学主要内容Beijing Jiaotong University1.传输线方程2.单位长度的分布参数3.时域解4.高速数字电路的相互连接和信号完整性5.传输线的正弦激励和相量解6.集总参数电路近似模型1BEE

主要内容 1. 传输线方程 2. 单位长度的分布参数 3. 时域解 4. 高速数字电路的相互连接和信号完整性 5. 传输线的正弦激励和相量解 6. 集总参数电路近似模型

京交通大学传输线的概念Beijing Jiaotong University■传输线：由两个或多个距离很近的平行导体所构成的系统■双线传输线：由两个导体构成的传输线■多导体传输线：由两个以上导体构成的传输线■均匀传输线：传输线的横截面尺寸在传输线沿线任意点处都相等RsIVs(t)LoadSourceZ=4Z=0

传输线的概念 ◼ 传输线：由两个或多个距离很近的平行导体所 构成的系统 ◼ 双线传输线：由两个导体构成的传输线 ◼ 多导体传输线：由两个以上导体构成的传输线 ◼ 均匀传输线：传输线的横截面尺寸在传输线沿 线任意点处都相等

北京交通大学双线传输线的常见类型Beijing Jiaotong UniversityRVs(n)sourcZm02=4带状线（内层板）双线传输线2=Z=OGroundplaneGroundplane微带线（内层板外表面上的带状线）无限大接地平面上的单根导线-RPZ=0ZmyPCB（无内层板的电路板上的带状线）同轴电缆

双线传输线的常见类型 双线传输线 无限大接地平面上的单根导线 同轴电缆 PCB（无内层板的电路板上的带状线） 微带线（内层板外表面上的带状线） 带状线（内层板）

传输线的分析方法北京交通大学Beijing JiaotongUniversity■若传输线的长度远小于在传输线中传输的信号的波长一一买采用集中参数电路理论来分析■若传输线的长度与在传输线中传输的信号的波长可比拟一一采用分布参数电路理论来分析

传输线的分析方法 ◼ 若传输线的长度远小于在传输线中传输的信号 的波长——采用集中参数电路理论来分析 ◼ 若传输线的长度与在传输线中传输的信号的波 长可比拟——采用分布参数电路理论来分析

1.传输线方程北京交通大学Beijing Jiaotong University均匀无耗传输线：ReIAZIAZIAZIAZV=CAZCAZ-CAZECAZLoad-AZ-SourceZmYZ0

1. 传输线方程 均匀无耗传输线： Δz

1.传输线方程北京交通大学Beijing Jiaotong University1z7(z, 1)I(z+ 4z,t)据基尔霍夫定律得+-V(z, t)c4zV(z+4z.t)--al(z,t)V(z+Az, 0)-V(z, ) =-1Azat-4zav(z+Az,t)Iz+Az. 0)-I(z.0)=-c4zatZzZ+4z方程两边同除以z，使4z>0aV(z, t)a(z, t)V(z, t)V(z, t)lcazataz2at2解耦al(z, t)av(z, t)I(z, t)I(z, t)cazataz2at2均匀无耗传输线方程的一般形式

据基尔霍夫定律得 方程两边同除以Δz，使Δz→0 均匀无耗传输线方程的一般形式 解耦 1. 传输线方程

北京交通大学2.单位长度的分布参数Beijing Jiaotong University均匀无耗传输线分布电容分布电感导线周围媒质均匀lc=μe

2. 单位长度的分布参数 均匀无耗传输线 分布电容 分布电感 导线周围 媒质均匀

北京交通大学（1）分布电感的计算Beijing JiaotongUniversity载流导线周围的磁场Surface SH:/HIHRR22元rHArea2元1R1R2R2WuodsRR2元2元I分布电感为外电感和内电感之和：[ =l.+l:.1~1l。 >>l. 一般情况下：

（1）分布电感的计算 2 T I H  r = 载流导线周围的磁场 R1 R2 e i 分布电感为外电感和内电感之和： l l l = + e i e 一般情况下： l l l l    e el I  = 2 1 0 0 2 1 d d ln 2 2 R e S R I I R r r R      = = =   Β s Τ

北京交通大学Beijing Jiaotong University距离S平行双线分布电感计算o磁场H半径a半径b9+I(A)距离S：电压V磁场H8XBAI(A)B点A点I(r)I(r)uu半径dr +drO2元O2元磁场HrrA点B点当s>>=b时-a)(s-b)1ab2元2元uly(s-a)(s-b)mn12元1ab元a

平行双线分布电感计算 当s>>a= b时， A B ( ) ( ) 2 2 B A m A B I r I r dr dr r r      = +   点 点 点 点 1 1 ( )( ) ln 2 2 s b s a m a b I I s a s b dr dr r r ab      − −   − − = + =       ; ( )( ) ln ln 2 a b s a m I s a s b s l I I ab a      =  − −   = =     