微带线类传输线分析1
高速电路传输线反射问题的分析与解决
武汉理工大学 班级：___电子与通信工程153班_____ 姓名：_________ ___________ 学号：________1049731503239_______ 教师：____ ____________
高速电路传输线反射问题分析与解决 （武汉理工大学信息工程学院，武汉，430070） 摘要：高速数字信号的传输线反射问题是影响现代数字电路设计的重要原因因素之一，严重的反射将破坏信号的完整性，并引起过冲现象，从而出现错误的数字逻辑和影响电路上元器件的正常使用。本文重点的分析高速电路中信号反射产生的原因，和给出解决反射问题的方案。 关键词：传输线；反射；解决方案 Abstract: Reflection high-speed digital signal is an important factor affecting the modern digital circuit design, serious reflection would undermine the integrity of the signal, and cause overshoot phenomenon, which appears erroneous digital logic and destruction devices. This paper analyzes in detail the causes of signal reflections and phenomena, and give a reflection solution. Keyword: Transmission line；reflection； solution 1.引言 反射就是在传输线上的回波，如果传输线的长度满足长线时，且没有合适的终端匹配，那么来自于驱动端的信号脉冲在接收端被反射，从而引起非预期效应，使信号轮廓失真。反射是传输线的基本效应，即当信号沿着传输线传输时，碰到阻抗不连续时会发生反射。当信号在传输时，碰到了比目前高的阻抗时会发生正向发射，使得信号边沿的幅度增加，信号边沿会出现过冲。过冲就是指接收信号的第一个峰值或者谷值超过了设定电压，对于上升沿是指第一个峰值超过最高电压；对于下降沿是指第一个谷值超过了最低电压。当信号在传输时碰到比目前阻抗低时，会产生负向反射，使得信号边沿的幅度减小，信号边沿出现台阶，即欠冲。严重时，可能会产生假时钟信号，导致系统的读写出现误读或者误写等操作。 在一个时钟周期中，反复的出现过冲和欠冲，我们就称之为振荡。振荡是电路中因为反射而产生的多余能力无法及时吸收的结果。在印制电路板中，反射通常由连线阻抗的不匹配造成，如：不同布线层阻抗不一样、T型连接、过孔、线宽的变化、器件的输入输出阻抗，封装寄生参数等等。以下图 1.1理想传输线模型来分析与信号反射有关的重要参数。
传输线的特性阻抗分析
传输线的特性阻抗分析 传输线的基本特性是特性阻抗和信号的传输延迟，在这里，我们主要讨论特性阻抗。传输线是一个分布参数系统，它的每一段都具有分布电容、电感和电阻。传输线的分布参数通常用单位长度的电感L和单位长度的电容C以及单位长度上的电阻、电导来表示，它们主要由传输线的几何结构和绝缘介质的特性所决定的。分布的电容、电感和电阻是传输线本身固有的参数，给定某一种传输线，这些参数的值也就确定了，这些参数反映着传输线的内在因素，它们的存在决定着传输线的一系列重要特性。 一个传输线的微分线段l可以用等效电路描述如下： 传输线的等效电路是由无数个微分线段的等效电路串联而成，如下图所示： 从传输线的等效电路可知，每一小段线的阻抗都是相等的。传输线的特性阻抗就是微分线段的特性阻抗。
传输线可等效为：
Z0 就是传输线的特性阻抗。 Z0描述了传输线的特性阻抗，但这是在无损耗条件下描述的，电阻上热损耗和介质损耗都被忽略了的，也就是直流电压变化和漏电引起的电压波形畸变都未考虑在内。实际应用中，必须具体分析。 传输线分类 当今的快速切换速度或高速时钟速率的PCB 迹线必须被视为传输线。传输线可分为单端（非平衡式）传输线和差分（平衡式）传输线，而单端应用较多。 单端传输线路 下图为典型的单端（通常称为非平衡式）传输线电路。 单端传输线是连接两个设备的最为常见的方法。在上图中，一条导线连接了一个设备的源和另一个设备的负载，参考（接地）层提供了信号回路。信号跃变时，电流回路中的电流也是变化的，它将产生地线回路的电压降，构成地线回路噪声，这也成为系统中其他单端传输线接收器的噪声源，从而降低系统噪声容限。 这是一个非平衡线路的示例，信号线路和返回线路在几何尺寸上不同 高频情况下单端传输线的特性阻抗（也就是通常所说的单端阻抗）为： 其中：L为单位长度传输线的固有电感，C为单位长度传输线的固有电容。 单端传输线特性阻抗与传输线尺寸、介质层厚度、介电常数的关系如下： ?? 与迹线到参考平面的距离（介质层厚度）成正比 ?? 与迹线的线宽成反比
微带线的产生和发展
微波技术 经典前沿类 微带线的产生和发展
目录 一、微波传输线 (4) 1.1 传输线概论 (4) 二、微带线产生 (5) 2.1 产生背景及发展历程 (5) 2.2 微带线的结构及参数 (5) 2.2.1 微带线中的主模 (6) 2.2.2微带线的基本参数及实现 (7) 三、微带线的应用 (10) 3.1 微带集成电路简介 (10) 3.2 微带线的发展趋势 (11) 3.3 微带线发展的实例 (11) 四、微带线和带状线的对比 (12) 4.1 总体对比 (12) 4.1.1 微带线 (13) 4.1.2 带状线 (13) 4.2 微带线的优缺点 (13) 五、微带线的不连续性 (14) 六、参考文献 (16)
微带线的产生和发展 作者：田鲲刘旭辉宋宇航杨继元王浩臣周阳 摘要 微带线是由支在介质基片上的单一导体带构成的微波传输线。适合制作微波集成电路的平面结构传输线。与金属波导相比，具有体积小、重量轻、使用频带宽、可靠性高和制造成本低等优点；但同时也存在损耗稍大，功率容量小等问题。本文首先讨论了微波传输线的分类，然后从微带线的产生、发展、应用三个方面对其进行了介绍。并且依据微带线发展过程中产生的实例，深入了解了蝴蝶结形DGS微带线在低通滤波器中的应用。之后也通过查阅文献，知晓了各种微带线中存在着不连续性，以及根据不连续性得到的一些应用。 关键词：微波传输线，microstrip，微波集成电路，蝴蝶结形DGS微带线，微带线不连续性 一．微波传输线 1.1传输线概况 微波传输线是用来传输微波信号和微波能量的传输线。微波传输线种类很多,按其传输电磁波的性质可分为三类:①TEM模传输线(包括准TEM模传输线),如图1(1)所示的平行双线、同轴线、带状线及微带线等双导线传输线;②TE模和TM模传输线, 如图1(2)所示的矩形波导,圆波导、椭圆波导、脊波导等金属波导传输线;③表面波传输线,其传输模
栅格表面分析等值线坡度坡向AEC
栅格表面分析--等值线,坡度,坡向(AE+C#) ?using System; using System.Collections.Generic; using System.Text; using ESRI.ArcGIS.Analyst3D; using ESRI.ArcGIS.Carto; using ESRI.ArcGIS.Controls; using ESRI.ArcGIS.DataSourcesFile; using ESRI.ArcGIS.DataSourcesGDB; using ESRI.ArcGIS.DataSourcesRaster; using ESRI.ArcGIS.Display; using ESRI.ArcGIS.esriSystem; using ESRI.ArcGIS.GeoAnalyst; using ESRI.ArcGIS.Geodatabase; using ESRI.ArcGIS.Geometry; /* * 表面分析ArcEngine + C# * 2011.3.10 xyj * wxuyongjun@https://www.360docs.net/doc/d19343116.html, * * */ namespace SpatialAnalysis.Surface_Analysis { class SurfaceCommonFunction { /// <summary> /// 创建等值线 /// </summary> /// <param name="raster"></param>栅格集 /// <param name="contourList"></param>等值间隔 /// <param name="smooth"></param>是否平滑 /// <param name="maxDeviation"></param>平滑的最大背离值 /// <param name="contourLineClass"></param>等值线矢量要素集 /// <param name="pGeoDataset"></param>地理要素集 public static void CreateRasterContour(IRaster raster, double[] contourList, bool smooth, double maxDeviation, out IFeatureClass contourLineClass, out IGeoDataset pGeoDataset) {
第三章传输线理论
第三章传输线理论 本章的目的是概述由集总电路向分布电路表示法过度的物理前提。在此过程中，推导出一个最有用的公式：一般的射频传输线结构的空间相关阻抗表示公式。正如我们知道的，频率的提高意味着波长的减小，该结论用于射频电路，就是当波长可与分立的电路元件的几何尺寸相比拟时，电压和电流不再保持空间不变，必须把它们看做是传输的波。因为基尔霍夫电压和电流定律都没有考虑到这些空间的变化，我们必须对普通的集总电路分析进行重大的修改。本章重点介绍传输线理论，首先介绍传输线理论的实质，再介绍常用的几种传输线，其中重点介绍微带传输线，以及一般的传输线方程及阻抗的一般定义公式。 3.1传输线的基本知识 传输微波能量和信号的线路称为微波传输线。本节主要介绍传输线理论的实质以及理论基础 3.1.1传输线理论的实质 传输线理论是分布参数电路理论，它在场分析和基本电路理论之间架起了桥梁。随着工作频率的升高，波长不断减小，当波长可以与电路的几何尺寸相比拟时，传输线上的电压和电流将随着空间位置而变化，使电压和电流呈现波动性，这一点与低频电路完全不同。传输线理论用来分析传输线上电压和电流的分布，以及传输线上阻抗的变化规律。在射频阶段，基尔霍夫定律不再成立，因而必须使用传输线理论取代低频电路理论。 现在举例说明：分析一个简单的电路，该电路由内阻为R1的正弦电压源V1通过1.6cm的铜导线与负载电阻R2组成。电路图如下： 图3.1 简单电路
并且我们假设导线的方向与z轴方向一致，且它们的电阻可以忽略。我们假设振荡器的频率是1MHz，由公式 (3.1) 10m/s, rε=10, rμ=1 因此可以得到波长其中是相速度，=9.49×7 λ=94.86m.连接源和负载的1.6cm长的导线，在如此小的尺度内感受的电压空间变化是不明显的。 但是当频率提高到10GHz时情况就明显的不同了，此时波长降低到λ=p v/10 10=0.949cm，近似为导线长度的2/3，如果沿着1.6cm的导线测量电压，确定信号的相位参考点所在的位置是十分重要的。经过测量得知电压随着相位参考点的不同而发生很大的不同。 现在我们面临着不同的选择，在上图所示的电路中，假设导线的电阻可以忽略，当连接源和负载的导线不存在电压的空间变化时，如低频电路情况，才能有基尔霍夫电压定律进行分析。但是当频率高到必须考虑电压和电流的空间特性时，基尔霍夫电路定律将不能直接用。但是这种情况可以补救，假如该线能再细分为小的线元，在数学上称为无限小长度在该小线元上假定电压和电流保持恒定值。对于每一段小的长度的等效电路为： 图3.2 微带线的等效电路 但是具体到什么时候导线或者分立元件作为传输线处理，这个问题不能用简单的数字还给以确切的回答。从满足基尔霍夫要求的集总电路分析到包含有电压和电流的分布电路理论的过度与波长有关。此过度是在波长变得越来越与电路的平均尺寸可比拟的过程中，逐渐发生。根据一般的科研经验，当分立的电路元件平均尺寸长度大于波长的1/10时，就应该用传输线理论。例如在本例中1.6cm的导线我们能估算出频率为：
传输线理论
《射频电路》期末答辩题目:传输线理论
随着科学技术的飞速发展，微波技术被广泛应用于工业，农业，生物医学，军事，气象探测，遥感遥测，交通管制以及各种通信业务中，学科之间的相互渗透不断加剧，在其他学科中应用微波理论和技术进一步深入研究的范例不断增多。传输线作为传输电磁波的导波系统，对电磁波的传输性能直接关系到电磁波信息能量的传送，越来越受到人们的重视，成为了很有意义的研究对象。但是电磁波在传输线的传播比较抽象，有必要对其进行形象化、直观化研究。 TEM波场对应于电场有一电压波，对应于磁场有一电流波。本次毕业设计针对常用的均匀有耗和无耗传输线，运用分布参数电路法，建立传输线等效电路，即“化场为路”，学习了传输线方程及其解，得出：传输线的电压、电流具有波的形式，由向负载方向传输的入射波和向波源传输的反射波，这两列波叠加。并且对这一特性进行了MATLAB仿真，在代码中通过改变负载阻抗的大小使均匀传输线分别工作在行波状态，驻波状态和行驻波状态，观察并验证电压（电场）和电流（磁场）特性，仿真结果与理论很吻合。有助于对传输线特性的进一步理解。 关键字：传输线微带线特性阻抗终端条件
With the rapid development of science and technology, microwave technology is widely used in industry, agriculture, biomedicine, military, meteorological observation, remote sensing telemetering, with the rapid development of science and technology, microwave technology is widely used in industry, agriculture, biomedicine, military, meteorological observation, remote sensing telemetering, traffic control, as well as a variety of communication services rising discipline the mutual infiltration between, theory and application of microwave technology in other disciplines further in-depth study to the rising number of examples. Transmission line as the transmission of electromagnetic wave guided wave system, the electromagnetic wave transmission performance is directly related to the electromagnetic wave information of energy transmission, more and more get people's attention, has become a very meaningful research object. But the spread of electromagnetic waves on transmission lines are abstract, it is necessary to carry out its visualization, visualization research. TEM wave field corresponds to the electric field has a voltage wave, there is a current wave corresponds to the magnetic field. The graduation design in view of the common uniform lossy and no loss of transmission lines, using the method of distributed parameter circuit, build a transmission line equivalent circuit, namely "field to road", the study of transmission line equation and its solution, it is concluded that: transmission line voltage and current wave form, by the direction of the load transmission of incident wave and the waves transmission of reflected wave, the wave superposition. And has carried on the MATLAB simulation, to this feature in the code by changing the size of the load impedance of the uniform transmission line work on wave state respectively, standing wave state line and standing wave state, observe and verify voltage (electric) and current (magnetic) characteristics, the simulation result in accordance with the theory. Help to the further understanding the characteristics of the transmission line. Key words: transmission line microstrip line characteristic impedance Terminal condition
2020届高考地理二轮复习高考选择题专练专练一等值线图分析型(含解析)
专练一等值线图分析型 (2019·湖南师大附中高考模拟)读某区域等值线图，且等高距与等深距相同，完成1～2题。 1．有关该区域的叙述，正确的是( ) A．甲处为丘陵区适合种植茶树、苹果等经济作物 B．甲处与乙处海底的相对高度最大是548米 C．在A、B、C三地中，选择C处建设大型港口最佳 D．乙海域的海底地形为大陆坡 2．下列诗句能够正确描述图示季节的是( ) A．稻花香里说丰年，听取蛙声一片 B．江南几度梅花发，人在天涯鬓已斑 C．小楼一夜听春雨，深巷明朝卖杏花 D．落霞与孤鹜齐飞，秋水共长天一色 解析：第1题，由图中经纬度可知，该地位于我国东南沿海，属亚热带，不适合种植苹果等温带水果，故A错误；甲处海拔在200～250米之间，乙处的深度在－200～－150米之间，故甲乙之间的相对高度在350～450米之间，故B错误；C处为海湾，等深线密集，深度较大，适合建设港口，C对；乙海域的海底地形为大陆架，D错误，故该题选C。第2题，由图中该季节的相同等盐度线较年平均等盐度线距河口海岸线较远，说明该季节河流径流量大，陆地淡水注入较多，该地区为亚热带季风气候，夏季降水量大，可推知该季节为夏季。B选项和季节无关，C选项为春季，D选项为秋季，A选项表示夏季，故选A。 答案：1.C 2.A (2019·遵义航天高级中学高考模拟)读世界某区域年等降水量线(单位：mm)分布图，完成3～4题。
3．图中M地降水较多的季节及原因是( ) A．夏半年受东北信风影响 B．冬半年受东南信风影响 C．夏半年受西南季风影响 D．冬半年受西南季风影响 4．N地地处沿海但降水稀少，其原因最不可能是( ) A．夏半年受西南季风离岸风影响 B．冬半年受东北信风影响 C．受索马里沿岸的上升流影响 D．受副热带高气压带控制 解析：第3题，M地处埃塞俄比亚高原，为热带草原气候，夏半年，赤道低气压带位置偏北，东南信风越过赤道偏转成西南季风，受埃塞俄比亚高原的阻挡，多降水。故本题选C。第4题，N地地处沿海，但是夏半年，受西南季风离岸风的影响，同时受沿岸上升流的影响，降水较少；冬半年，受东北信风的影响，降水稀少。N地10°N附近，离副高气压带也较远，自然不可能受到副热带高气压带控制，D不可能。故本题选D。 答案：3.C 4.D (2019·山西大附中高考模拟)某同学登陆中央气象台网站，通过查询相关信息，绘制了我国2018年10月16日5时的海平面等压线分布图(单位：百帕)。读图，完成5～7题。 5．此时P等压线以内区域出现了阴雨天气，小华标注P等压线的数值应该是( ) A．1 010 B．1 015
等值线分析的一般规则(精)
等值线分析的一般规则 等值线图是历年高考中的重点内容，尤其是等值线图的数值分析更是重中之重。等高线是等值线中的一种，具有各种等值线分析的共同规律，掌握了等值线的规律，就可以正确地进行各种等值线图的分析。 1、同一条等值线上，要素值处处相等； 2、等值线一侧的数值必须高于另一侧的数值； 3、同一幅图上，相邻两等值线之间的数值差为0（如在鞍部）或相差一个等值距； 4、等值线不能相交，不能分支，不能在图中中断（陡 崖处重叠，悬崖处相交）； 5、在两高值区或低值区之间，必须有两条相邻的等值 线，其数值相等，并且这两条等值线的数值在两个高 值区之间是低值，在两个低值区之间是高值（如等压 线图中的鞍形气压场附近）。 例1、如图1，判断图中A 、B 的海拔范围各是多 少？ 分析：据图可知，图中深蓝色区域的海拔小于50 米而大于0，绿色区域的海拔在50米到100米之间， 白色区域大于100米而小于150米。A 所在的浅蓝色区域外侧低于100米，所以内侧高于100米而低于150米。同理，B 区的海拔低于50米。这也是有些资料上说的：在两等值线间若还有一条等值线，则其数值只可能大于等于大的，或小于等于小的。同理，若题中所指为等温线或等压线，都可应用上述规律进行判断。 答案：150米>H A >100米；50米>H B >0米。 例2、（2002年高考题）读图2，M 处的气压数值可能为 Ａ．1020 1012.5 Ｂ．1017.5 1020 Ｃ．1017.5 1015 Ｄ．1015 1012.5 分析：与图中M 相邻的等值线有三条，其中两条 的气压为1015Hpa ，在蒙古国的一条为1017.5Hpa ， 因此，M 处的气压只可能是1015Hpa 或1017.5Hpa 。 若M 的气压值为1015Hpa ，则其中心的气压只可能 低于1015Hpa ；若其气压值为1017.5Hpa ，则其中心 的气压只可能高于1017.5Hpa 。 答案：C 图 1
等值线图特点和运用
等值线特点和运用 北京市地理特级教师田佩淮 一、主要内容 .等值线概念在地图上把值相等的各点连接起来的线。它包括：等高线、等深线、 等压线、等温线、等盐度线、等时线、等降水量线等等。它反映的 是事物空间分布规律。（曲线图反映的是事物随时间变化特点） 等值线特点.同一条等值线上各点的值相等 .同一幅等值线图，值距相等 两条相邻的等值线可以值相等，或者是1个等值差 等值线可以重合，不能够相交，重合处事物垂直方向分布 同一幅等值线图上，等值线密集处，事物单位距离变化大，等值线 稀疏处，变化小 等值线之间往往相互影响 二、考点解读和示例 【等值线】 （一）等值线的定义：在地图上把值相等的各点连接起来的线。它包括：等高线、等深线、等压线、等温线、等盐度线、等时线、等降水量线等等。它反映的是事物空间分布规律。（曲线图反映的是事物随时间变化特点） 例题1 图3.1为“我国某地地面气压分布状况示意图”。读图回答1-2题。 1．在图中所示的天气系统中 A. a地的气压比b 地低
B. C地附近有冷锋活动 C. d地的风力比e 地小 D. e地的风向为偏南风 2. a、c、d、e四地中，可能出现降水天气的是 A. a和e B. e 和d C. d 和a D. c 和a （二）等值线的特点 1.同一条等值线上各点的值相等 【命题特点】给出数字，连接成线后，考查反映的地理事物分布特点 例2 右图为我国某平原城市P 其附近地区12月28日北京时间8时的气温水平分布图，此时该城为西北风3—4级。读图回答 （1）．假如，此时P城正值日出时分，该日P城的夜长 是. （2分） （2）添补等温线，完成等温线图（2分） （3）有关该城市天气的下列说法，可能的是( 2分) A．此时P城区为阴雨天气 B．此时P城区气压迅速降低 C．此时P城的西北郊风力强于东南郊 D．此时P城区雨过天晴，气温逐渐回升 （4）若此时区域内有一锋面，在你认为出现的区域画出锋面（2分）
等值线的类型及判读
等值线的类型及判读 【考情分析】 地理等值线图能将一种或多种地理要素作用的结果，以地理数值的方式表达其空间的分布情况，具有包容信息量大，综合性强的特征，能较好地体现学生的知识应用能力水平，所以常被高考题所采用。在近两年各省市和全国地理高考卷及文综卷中，不仅出现了平时常见的等高线、等温线、等压线等值线图，还出现了以等降水量线、酸雨等PH 值线图等教材上很少出现过的等值线为背景的题目。等值线内容涉及数线形转换，如等高线地形图和地形剖面图，可将垂直分布的地形起伏情况反映在一幅平面图中，对学生而言是比较难掌握好的，所以在教学过程中，特别在复习阶段，教师引导学生通过分析等值线分布图的共性，在典型例题中结合各种相关影响因素进行综合分析，总结规律，对提高学生等值线分布图的判读和分析能力，达成教学目的无疑会有很大的帮助。 【知识链接】 1.等值线数值共性整合 等值线数值分析是解答等值线试题的切入点和基础， 也是该类试题考查的重点内容之一。等值线在数值上 一般具有以下共性（以右图的等压线分布图为例）： ①同一条等值线上，要素值处处相等。如图，A 等压线上的数值都为1015.0百帕。 ②等值距全图一致，即任意两条相邻等值线之间 的数值差等于零或等于一个等值距。如图，任意两条 相邻两条等压线的气压差为0或为2.5百帕。 ③等值线向高值凸出处为低值区，向低值凸出处 为高值区。如图，①区域为低压槽；②区域为高压脊。 ④等值线稀疏区体现该要素的变化在该区域的变化较小，等值线密集区体现该要素的变化在该区域的变化较大。如图，③区域等压线密集气压差大；④区域等压线稀疏气压差小。 ⑤两条等值线之间，若出现局部闭合等值线，表示该要素不在正常范围内，等值线闭合 ② ③ ④
微带传输线概述解析
《射频电路》课程设计题目：微带传输线概述 系部电子信息工程学院 学科门类工学 专业电子信息工程 学号1108211042 姓名杨越 2012年06月30日
微带传输线概述 摘要 本课程设计主要介绍了微带传输线在实际应用中比较基础且较重要的几个知识点，并没有详细的对微带线的各个参数及特性作细致的说明。例如微带线的近似静态解法、微带线的谱域分析等在本设计中都未曾提及，这与此课程设计的制作人本身的理解能力有着千丝万缕的关系。在后续的微带线设计中，此处所提到准TEM特性、微带线的特性阻抗以及有效介电常数等参数，对于整个微带线系统的确立与实现都有着很重要的关系。例如在设计微带线低通滤波器的时候，当通过低通滤波器原型的电路多次变换计算得到最终的电路时，这时就需要面对将电路图实现微带线的问题，而此时需要的就是特性阻抗的知识。首先，根据特性阻抗值与相对介电常数确定w/h的范围（假设t=0），再由范围选择w/h的具体计算公式，从而求得微带线的宽度。由有效介电常数求出相速度，再求出波导波长，由此可算出微带传输线的长度，等等。 关键词：微带线准TEM特性特性阻抗有效介电常数相速度波导波长
前 言 微带线是（Microstrip Line ）是20世纪50年代发展起来的一种微波传输线，是目前混 合微波集成电路（hybird microwave integrated circuit ,缩写为HMIC ）和单片微波集成电路（monolithic microwave integrated circuit ，缩写为MMIC ）使用最多的一种平面传输线。其优点是体积小、重量轻、频带宽、可集成化；缺点是损耗大，Q 值低，功率容量低。由于微波系统正向小型化和固态化方向发展，因此微带线得到了广泛的应用。 一 微带线的结构 微带线是在金属化厚度为h 的介质基片的一面制作宽度为W 、厚度为t 的导体带，另 一面作接地金属平板而构成的，如图1-1所示。其中，r ε为介质基片的相对介电常数。最 图1-1 微带线 常用的介质基片材料是纯度为99.5%的氧化铝陶瓷（r ε=9.5-10）、聚四氟乙烯环氧树脂如，如图1-2所示。 图1-2 聚四氟乙烯环氧树脂 （r ε=2.55）；用作单片微波集成电路的半导体基片材料主要是砷化镓（r ε =13.0），如图1-3 所示。
传输线的反射干扰解析
传输线的反射干扰解析 一.引言 在微机系统中，接口与其它设备之间的连接要通过一定长度的电缆来实现，在计算机内部，印制电路板之间需要通过焊接线来连接。在一些其它的脉冲数字电路中也存在这类事的问题。脉冲信号包含着很多的高频成分，即使脉冲信号本身的重复频率并不十分高，但如果前沿陡峭，在经过传输通道时，将可能发生信号的畸变，严重时将形成振荡，破坏信号的正常传输和电路的正常工作。脉冲信号的频率越高，传输线的长度越长，即便问题越严重。 二.传输线的反射干扰及其造成的危害 任何信号的传输线，对一定频率的信号来说，都存在着一定的非纯电阻性的波阻抗，其数值与集成电路的输出阻抗和输入阻抗的数值各不相同，在他们相互连接时，势必存在着一些阻抗的不连续点。当信号通过这些不连续点时便发生“反射”现象，造成波形畸变，产生反射噪声。另外，较长的传输线必然存在着较大的分布电容和杂散电感，信号传输时将有一个延迟，信号频率越高，延迟越明显，造成的反射越严重，信号波形产生的畸变也就越厉害。这就是所谓的“长线传输的反射干扰”。对于TTL器件来说，“过冲”超过6V时，对器件输入端的P-N结就有造成损坏的可能。同时从+3V～-6V的大幅度下降，将会对邻近的平行信号产生严重的串扰，且台阶将造成不必要的延时，给工作电路造成不良的后果。一旦形成震荡，危害就更严重，这种振荡信号将在信号的始端和终端同时直接构成信号噪声，从而形成有效的干扰。 三.信号传输线的主要特性及阻抗匹配 1.信号传输线的特征阻抗 对于计算机及数字系统来说，经常使用的信号传输线主要有单线(含接连线和印制线等)、双绞线、带状平行电缆、同轴电缆和双绞屏蔽电缆等。传输线的特性参数很多，与传输线的反射干扰有关的参数主要有延迟时间和波阻抗。一般说来，反显得信号延迟时间最短，同轴电缆较长，双绞线居中，约为6ns/m。波阻抗为单线最高，约为数百欧，双绞线的波阻抗，双绞线的波阻抗一般在100Ω-200Ω之间，且绞花越短，波阻抗越低。从抗干扰的角度讲，同轴电缆最好，双绞线次之，而带状电缆和单线最差。 2.阻抗的匹配 当传输线终端不匹配时，信号被反射，反射波达到始端时，如始端不匹配，同样产生反射，这就发生了信号在传输线上多次往返反射的情况，产生严重的反 射干扰。因此要尽可能做到始端和终端的阻抗匹配， 为此，确定“长线”的最佳长度是至关重要的。
等值线的递变规律及其成因分析
等值线的递变规律及其成因分析 1、等温线 （1）水平分布规律：①由低纬度向高纬度递减（我国由南向北递减） 原因：太阳高度由低纬度向高纬度递减，太阳辐射逐渐递减； ②由城市中心向郊区递减（“热岛效应“）原因：城市由于人口集中，工业生产和居民生活释放大量热量 （2）垂直分布规律：①由山麓到山顶递减。原因：海拔高度越高，获取地面的热量越少； ②在1000M深度以浅，水温随深度递减，1000M深度以下，水温变化不大。原因：表层海 水受太阳辐射的影响明显，深层海水影响小。 2、等“气温年较差”线 （1）纬度变化：由低纬度向中、高纬度递增。原因是低纬度太阳辐射季节变化小，中纬度变 化大；低纬度昼夜长短季节变化小；中、高纬度昼夜长短季节变化大。 （2）经度变化：由沿海向内陆递增。原因是海陆热力性质的差异。 （我国是由南向北递增；由东向西递增） 3、等降水量线 （1）我国由南向北递减。原因是越向北雨季越短，降水量越少。（等降水量线东西分布） （2）我国由东向西递减。原因是离海洋越远，水汽越难以到达。（等降水量线南北分布） （3）城市由中心向四周递减。原因是城市气温高，盛行上升气流，城市中心区尘埃多，凝结核多，降水多（“雨岛效应”）。 4、等盐度线（表层） 从南北半球副热带海区向低纬度和高纬度两侧递减。 原因是副热带海区气温高，蒸发量大于降水量；低纬度和高纬度降水量大于蒸发量。5、等地租线 由城市中心和交通干线向四周递减 原因是由于地租受通达度和距离市中心距离远近不同的影响。 6、等压线 同一位置：海拔越高气压越低。原因是海拔越高，空气越稀薄。 同一水平面：气温越低气压越高。原因是气温越低，空气密度越大。 7、等震线：地震烈度相等的各点连线、不是同心圆 一般地说，地震的烈度由中心向四周减。烈度大小受地震震级、震源深度、震中距、地质构造和地面建筑物的影响。 8、等潜水位线：地下潜水自由水位的海拔高度连线 潜水埋藏深度：地面等高线数值-潜水等高线数值
类型一 等值线图分析型
类型一等值线图分析型 读“某区域地形图”，回答1～2题。 1．图中山峰的海拔可能是() A．499 m B．2 635 m C．3 299 m D．1 122 m 2．图示地区() A．可能位于我国江南的低山丘陵地区 B．如果发育有大河，干流大致流向东北 C．是一个盆地，可以建成水库 D．A处发育有小河流，大致向北流 答案 1.C 2.B 解析第1题，结合图示信息，相邻等高线间的高度差为500米，因此山峰高度应介于3 000～3 500米之间，结合选择项即可得知结论。第2题，该区域地形以山地和盆地为主，与江南的低山丘陵不符。该区域地势西南高东北低，如果发育有大河，干流大致流向东北。虽然该地是盆地地形，但没有河流发育也不能修建水库。A处为山脊，不能发育河流。 (2017·河南百校质检)下图示意“我国福建省南部局部沿海全新世(开始于1.15万年前)以来海岸变迁状况”。读图完成3～4题。
3．全新世以来海岸变迁的状况是() A．一直向陆地方向后退 B．一直向海洋方向推进 C．位置相对稳定 D．先向陆地后退，后向海洋推进 4．对海岸线的变迁影响较弱的地质作用是() A．河流的沉积作用B．地壳的升降运动 C．风力的侵蚀作用D．海浪的搬运、堆积作用 答案 3.D 4.C 解析第3题，读图观察不同时期海岸线的变化，可以看出海岸线是先向陆地后退，后向海洋推进的。第4题，海岸线是地壳运动和流水沉积、海浪作用的共同结果，与风力作用关系不大。 读“某区域某月等温线分布图”，完成5～7题。
5．下列关于130°经线以东地区气温分布说法正确的是() A．气温由东南向西北递增 B．单位距离气温差沿海大于内陆 C．低温中心位于图示区域的西北角 D．乙处和气温最低值的温差可能为35℃ 6．下列关于甲地等温线沿虚线方向弯曲的说法正确的是() A．甲地气温高于同纬度两侧，冬季风越过大兴安岭下沉增温 B．甲地气温高于同纬度两侧，受来自于海洋的暖湿气流增温 C．甲地气温低于同纬度两侧，受冬季风影响大，气温低 D．甲地气温低于同纬度两侧，受来自海洋的暖湿气流影响降水多，气温低 7．下列关于乙地农业发展说法正确的是() A．该地可以种植小麦，9月下旬播种 B．该地地广人稀，农业以家庭农场经营为主 C．为提高该地区粮食产量，主要应扩大耕地面积 D．该地可以种植水稻，还可利用秸秆栽培食用菌 答案 5.B 6.A7.D 解析第5题，由等值线沿海密集，内陆稀疏即可直接得出B选项正确；气温由东南向西北递减；低温中心位于图中东北角；乙处与气温最低处温差范围为20～30℃。第6题，根据图示和经纬度定位可知，甲地气温高于同纬度两侧，且位于冬季风的背风坡。第7题，乙地为我国三江平原地区，种植春小麦，春种秋收；以国营农场为主；三江平原土地已进行了较为充分的开垦，且考虑生态保护的因素，未来增产的方向应增大科技投入；三江平原夏季雨热同期，满足水稻生长条件，并且还可利用秸秆栽培食用菌。 固态降水率是指固态降水(雪、雹等)量占全年降水总量的百分比。下图示意“甲半岛及周边地区等固态降水率线分布”。据此完成8～10题。
等值线图判读型与统计图表分析(含答案)
等值线图判读与统计图表分析 (含答案) 下图为某季节等值线示意图，数值a＞b＞c。读图回答1～2题。 1．图中等值线可能是( ) A．等降水量线B．等压线 C．等太阳辐射线D．等温线 2．图示月份( ) A．我国东北地区高温多雨 B．地球公转速度较快 C．巴西高原草木枯黄 D．墨累—达令盆地小麦播种 下图示意意大利南部沿海某地等高线分布，该地地表分布有三种不同的岩层，其分布范围分别是M、N、P。经观测发现，该三处岩层在形成时间上连续，且岩层年龄为M C．夏季汛期流水侵蚀严重 D．地表岩层差异侵蚀 光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量，单位是勒克斯(Lx)。夏季，在阳光直接照射下，光照强度可达6万～10万勒克斯。冬季和阴天，光照强度很小。下图是昆明某学校某日窗口朝向正南、无任何遮挡的室内光照强度(Lx)分布图。据此完成5～6题。 5．当月最可能为( ) A．1月 B．4月 C．6月 D．9月 6．当日光照强度最大时的主要影响因素是( ) A．太阳高度B．大气状况 C．昼夜长短D．气温高低 河流入海口附近咸淡水交界的区域存在盐度锋。下图示意某年8月长江入海口的表层盐度分布状况。据此完成7～8题。 7．甲处海域等盐度线明显向东北弯曲，其最主要的影响因素是( ) A．盛行风向B．洋流 C．径流D．地转偏向力 8．某潜艇在乙处水下5米进行潜航训练。若仅考虑盐度锋的影响，要保持潜航深度，难度最大的航向是( ) A．向西南B．向东南 C．向东北D．向西北 秘鲁鳀是一种栖息于东南太平洋的小型中上层鱼类，上升流形成的冷水区域为其提供了适宜的栖息环境。秘鲁鳀主要被用来制作鱼粉(一种蛋白饲料)。下图示意南美洲西岸某海域某时段表层海水温度分布。当厄尔尼诺现象发生时，该区域水温会有异常变化。据此完成9～11题。 射频电缆概述 射频电缆组件的正确选择除了频率范围，驻波比，插入损耗等因素外，还应考虑电缆的机械特性，使用环境和应用要求，另外，成本也是一个永远不变的因素。在本文中，详细讨论了射频电缆的各种指标和性能，了解电缆的性能对于选择一条最佳的射频电缆组件是十分有益的。射频电缆组件的基本选择原则 射频同轴电缆是用于传输射频和微波信号能量的。它是一种分布参数电路，其电长度是物理长度和传输速度的函数，这一点和低频电路有着本质的区别。射频同轴电缆大致可分为半刚和半柔电缆、柔性编织电缆和物理发泡电缆等几大类，不同的应用场合应选择不同类型的电缆。半刚和半柔电缆一般用于设备内部的互联；在测试和测量领域，应采用柔性电缆；发泡电缆常用于基站天馈系统。 半刚性电缆顾名思义，这种电缆不容易被轻易弯曲成型，其外导体是采用铝管或者铜管制成，其射频泄漏非常小（小于-120dB），在系统中造成的信号串扰可以忽略不计。 这种电缆的无源互调特性也是非常理想的。如果要弯曲到某种形状，需要专用的成型机或者手工的模具来完成。如此麻烦的加工工艺换来的是非常稳定的性能，半刚性电缆采用固态的聚四氟乙烯材料作为填充介质，这种材料具有非常稳定 的温度特性，尤其在高温条件下，具有非常良好的相位稳定性。半刚性电缆的成本高于半柔性电缆，大量应用于各种射频和微波系统中。 图1. 半刚性电缆半柔性电缆半柔性电缆是半刚性电缆的替代品，这种电缆的性能指标接近于半刚性电缆，而且可以手工成型。但是其稳定性比半刚性电缆略差些，由于其可以很容易的成型，同样的也容易变形，尤其在长期使用的情况下。图2. 半柔性电缆柔性编织电缆柔性电缆是一种“测试级”的 电缆。相对于半刚性和半柔性的电缆，柔性电缆的成本十分昂贵，这是因为柔性电缆在设计时要顾及的因素更多。柔性电缆要易于多次弯曲而且还能保持性能，这是作为测试电缆的最基本要求。柔软和良好的电指标是一对矛盾，也是导致造价昂贵的主要原因。柔性射频电缆组件的选择要同时考虑各种因素，而这些因素之间有些的相互矛盾的，如单股内导体的同轴电缆比多股的具有更低的插入损耗和弯曲时的幅 度稳定性，但是相位稳定性能就不如后者。所以一条电缆组件的选择，除了频率范围，驻波比，插入损耗等因素外，还应考虑电缆的机械特性，使用环境和应用要求，另外，成本也是一个永远不变的因素。 图3. 柔性编织电缆特性阻抗 射频同轴电缆由内导体，介质，外导体和护套组成，见下图4。“特性阻抗”是射频电缆，接头和射频电缆组件中最常提到 二信号的完整性问题及解决办法 两个方面（时序和电平） 信号完整性(Signal Integrity)是指信号未受到损伤的一种状态，它表示信号质量和信号传输后仍保持正确的功能特性。良好的信号完整性是指在需要时信号仍能以正确的时序和电压电平值作出响应。随着高速器件的使用和高速数字系统设计越来越多，系统数据速率、时钟速率和电路密集度都在不断增加。在这种设计中，系统快斜率瞬变和工作频率很高，电缆、互连、印制板(PCB)和硅片将表现出与低速设计截然不同的行为，即出现信号完整性问题。 信号完整性问题能导致或者直接带来信号失真，定时错误，不正确数据、地址和控制线以及系统误工作甚至系统崩溃，解决不好会严重影响产品性能并带来不可估量的损失，已成为高速产品设计中非常值得注意的问题。 信号完整性问题的真正起因是不断缩减的信号上升与下降时间。一般来说，当信号跳变比较慢即信号的上升和下降时间比较长时，PCB中的布线可以建模成具有一定数量延时的理想导线而确保有相当高的精度。此时，对于功能分析来说，所有连线延时都可以集总在驱动器的输出端，于是，通过不同连线连接到该驱动器输出端的所有接收器的输入端在同一时刻观察都可得到相同波形。然而，随着信号变化的加快，信号上升时间和下降时间缩短，电路板上的每一个布线段由理想的导线转变为复杂的传输线。此时信号连线的延时不能再以集总参数模型的方式建模在驱动器的输出端，同一个驱动器信号驱动一个复杂的PCB连线时，电学上连接在一起的每一个接收器上接收到的信号就不再相同。从实践经验中得知，一旦传输线的长度大于驱动器上升时间或者下降时间对应的有效长度的1/6，传输线效应就会出来，即出现信号完整性问题，包括反射、上冲和下冲、振荡和环绕振荡、地电平面反弹和回流噪声、串扰和延迟等。表1列出了高速电路设计中常见的信号完整性问题，以及可能引起该信号完整性的原因，并给出了相应的解决方法。目前，解决信号完整性问题的方法主要有电路设计、合理布局和建模仿真。电路设计中，通常采用以下方法来解决信号完整性问题：·控制同步切换输出数量，控制各单元的最大边沿速率(dI/dt和dV/dt)，从而得到最低且可接受的边沿速率；·为高输出功能块(如时钟驱动器)选择差分信号；·在传输线上端接无源元件(如电阻、电容等)，以实现传输线与负载间的阻抗匹配。端接策略的选择应该是对增加元件数目、开关速度和功耗的折中，且端接串联电阻R或RC电路应尽量靠近激励端或接收端。布线非常重要，设计者应该在不违背一般原则的前提下，利用现有的设计经验，综合多种可能的方案，优化布线，消除各种潜在的问题。一方面要充分利用现有的、已经过验证的布线经验，将它们应用于布线工作中；另一方面要积极利用一些信号完整性方面的仿真工具，约束、指导布线。合理进行电路建模仿真是最常见的信号完整性解决方法。在高速电路设计中，仿真分析越来越显示出优越性。它给设计者以准确、直观的设计结果，便于及早发现问题，及时修改，从而缩短设计时间，降低设计成本。在进行电路建模仿真过程中，设计者应对射频电缆概述
信号完整性问题