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为什么低频时阻抗匹配不再是一个问题了

时间:12-12 整理:3721RD 点击:
rt,原则上讲任何频率的信号都是需要阻抗匹配的,频率较高的情况下,因为走线和信号的波长可以比拟,所以可能会出现在走线上有多个周期的波同时传播的情况,如果此时阻抗不匹配,就会有一部分信号反射回来,在走线上形成驻波,这个可以通过测量走线上不同位置的电压幅值来观察到,但是对于低频的场合,为什么这就不是一个问题了?考虑走线长度固定,频率降低的情况

波长远远长于走线的长度了。。。

反射是否对信号质量产生影响,看重的是信号的上升沿时间与信号在路径上传播的往返时间,如果上升沿时间小于往返时间,则在没有阻抗匹配时产生反射。

如果接收端的deglitch没做好的话,阻抗不匹配信号反射也会出问题的;

谁说低频时不是问题?当线路100公里长时,50Hz也要考虑的

我说的问题是为什么波长长这就不是问题了,也就是集总参数理论的依据

啊,算我没说清楚吧,我想问的是为什么上升沿时间长于信号往返时间就不会有反射问题

没看懂。。。

我就知道有人得这么说,我说了是考虑pcb上走线长度固定,低频信号传输的问题

相位变化缓慢

说明pcb物理尺寸远小于波长而忽略低频影响而己

我现在知道是什么,在问为什么

反射、驻波和高频时候一样大。
.100

对,我觉得也是这样,就像主贴里面说的,对于任何频率都有这个问题,但是为什么低频就不考虑这个问题了

首先你要知道为何要做阻抗匹配,主要是出于两种不同的考虑,一是功率传输效率,二是信号质量。前者主要针对射频电路,后者主要针对高频数字电路。
1) 功率传输效率
本质上是为了呈现给源一个合适的阻抗,在高频情形下,常用的做法是将负载和传输线阻抗匹配,再将传输线阻抗匹配到源阻抗,如下图:
源 -- 源匹配网络 -- 传输线 -- 负载匹配网络 -- 负载
这么做的好处是,源和负载可以分别匹配,然后中间接入任意长度的传输线不会破坏匹配。当然不这么做也可以,但是就没有上述好处。
在低频情形下,仍然需要给源一个合适的阻抗,但是由于传输线很短,接入任意长度的传输线对匹配并无影响,因此此时可以直接将负载匹配到源阻抗,不再需要分别匹配到传输线阻抗上,如下图:
源 -- 匹配网络 -- 负载
2) 信号质量
主要针对高频数字电路,若源或负载与传输线阻抗不匹配,则信号可能在传输线上多次反射,影响信号质量。而在低频情形下,由于传输线的长度很小,虽经过多次反射,反射信号仍然和原信号完全一样,显然叠加后也不会影响信号质量。类似于你在一个大厅里大吼一声,会听到回音,使得听到的声音模糊不清。而在你住的地下室里大吼一声,则不会影响声音质量,并不是反射不存在了,而是反射信号和原信号一模一样,使得你无法区分,也没有必要去区分。

路径一样,波长越大,反射波形的和入射相位就越接近,影响越小

反射波与入射波二者的相位关系和不匹配的点阻抗的具体情况有关吧,另外,影响越小是指影响什么?

算是很清楚了,回声的类比尤其精彩。有一点还是不太明白,第二段说的,为什么低频的情况下反射信号和入射信号完全一样?这个取决于入射和反射的相位关系,那么低频时二者叠加的结果和高频时有什么不同?或者说低频时驻波为什么不存在?另外负载看到的结果有什么差异?

线太短,你的信号的波长都是几十公里量级的。
如果你要从北京往上海扯一条输电线的话,就要考虑阻抗匹配了。

re

改挺快啊,哈哈

这个我是清楚地,我现在是想不明白这个对于低频而言这个反射的电压到底是怎么建立起来并怎么影响入射电压的

你好像问过几个SI问题了,尽量不要干这行,没前途,有精力不如学学转金融或者软件吧。。。。。。
不过还是回答一下你的问题。如果你想深入理解为啥,可以自己画出反弹图
频域的方法较为简单:直接用正弦波的幅度和相位。反弹图求解看结果。
时域的方法:可以用信号分解的方法,入射虽然为较缓的上升沿,但是你可以把它分解成很多个小的上升沿之和,对于每个小上升沿,都可以和短传输线的延时可比拟,这时候你可以继续求反弹图,观察一下每个小上升沿的反弹图结果,之后把所有小上升沿的结果求和。
时域的另一个理解方法:反射虽然存在,但在上升沿的起始部分和中间部分,反射会淹没在自己的上升沿当中,也就是在上升沿结束之前,反射已经被damp的差不多了,只会引起上升沿的变化,通常不会引起负面影响。而对于上升沿的尾巴部分,则依然会失真,不过这时候信号已经爬到了高电平,这点失真通常不会引起问题。这个方法没有信号分解来的透彻。
延时远远小于周期的时候,可以用集总电路的方法来建模,其本质是,虽然信号在不连续点之间来回反射,理论上会持续无穷长时间,但是幅度越来越小,近似是一个比例系数小于1的等比数列求和(除非两边都是无损全反射,传输线也是无损线)。在低频的时候,我们关心的Tstep内,信号已经反射多次并稳定了,则这段传输线的行为就不需要关注每一个单一反射波(分布式行为),而只需要关心所有反射波的等比数列之和(集总行为)

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