电信传输原理第2章 金属传输线理论
光纤通信第0章金属传输线.ppt
K14
4
ZCⅡ
ZCⅡ
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2
图0 -1 架空线及电耦合串音
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光纤通信 —— 金属传输线的特性
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主串回路的电力线与被串回路导线相接触（或主串回 路的电场被被串回路导线所切割），被串回路导线上产生
感应电位。由于 4′线与 2′线间的距离比 3′线与 2′线间的 距离远，根据静电场理论，4′线电位高，3′线电位低，于 是有两个电流分别由 4′线经过近端、远端流向 3′线（这个 电流可以认为是从 1′线流到 4′线，从 3′线流到 2′线）。
ZC
R0 jL0 G0 jC0
R0 jL0 G0 jC0
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光纤通信 —— 金属传输线的特性
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⑵ 典型传输线 “电气上无限长” 的平均长度 主、被串回路均为有色金属（铜、铝）时， 51.2 km 主、被串回路为一个为有色金属、一个为钢线时， 25.6 km
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光纤通信 —— 金属传输线的特性
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串音防卫度标准是以保证任意两个用户间能进行满意通 话的要求而规定的。实验证明，当串音电平低于信号电平 47 分贝时，讲话就可以不受串音的影响，所以规定在任两个话 路之间的防卫度不得小于 47 分贝。
远端串音防卫度
① 一个转接段的远端串音防卫度
光纤通信 —— 金属传输线的特性
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对称电缆线路的串音与平衡
电缆回线间的串音与不平衡 电缆的平衡 通话路数及应用
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I2 j I2 j ， I2滞j 后 I的2 j 相位为 1， 总2 的S 串音为
第1章电信传输原理
二、电信传输
• 电信传输，就是指含有信息的电信号的传输。 • 有线电信传输系统包括了用户之间的许多电气设 备和金属导线、光纤。 • 发送器、接收器和连接二者的线路是构成有线电 信传输系统的基本组成部分。
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图1-1
电话通信示意图
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三、电信号的类型及特征
• 电信号可以分为模拟信号和数字信号两种类型。 • 1．什么是模拟信号？ 模拟信号是时间的连续函数，就是说，随着时间的变化， 它也在连续地变化，如图1－2所示。 • 在模拟通信中，例如电话、传真、电视系统中传送的电 信号就是连续信号。 • 一般电话机的送话器送出的电信号的频率范围约为300 赫～4000赫。大量的实验证明，如果将电话传送频率范 围限在400赫～2000赫内，基本上已经可以听懂。为保 证通话具有较好的清晰度，通常传送300赫～2700赫的 成份。在高质量的电话系统中，传送的频率范围采用的 是300～3400赫。
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电平的表示方法 ： 1．以常用对数表示 当取常用对数时，其单位为分贝，以dB表示。 以功率进行计算时称为功率电平： P1 (1.1)
LP 10lg P0 dB
以电压进行计算时称为电压电平： U1 (1.2) LU 20lg dB U0 以电流进行计算时称为电流电平: I (1.3) Li 20 lg 1 dB
以上分析说明: 1NP= 8.686 dB 1 dB=1/8.686=0.115 NP
(1.7)
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三、绝对电平
1. 绝对功率电平 由于基准值取的不同，电平又分为绝对电平和相对 电平。先介绍绝对电平。绝对功率电平的基准功率取的 是到1mw。因此某一点的绝对功率电平可以表示为： P P 1 (1.8) LP 10 lg 1 dBm 或 LP ln 1 NP
传输线理论
传输线理论传输线理论是一门研究电力传输系统的学科，也是研究电力网络物理及其实时控制及管理技术的一种手段。
它是电子学和电力工程中研究有关电气信号传播的基础理论。
传输线理论是学习电力系统分析的第一章，它涉及电磁学、电气学和信号处理，它学习的分析方法可应用于电力系统的规划、设计、安装和运行。
传输线理论的研究内容主要包括以下几个方面：首先，传输线的物理性质，包括电磁学和电气学，研究传输线的电磁学和电气学特性，为分析传输线的性能奠定必要的基础。
其次，传输线的电网模型，研究传输线的模型，进行传动线性系统的分析和设计。
第三，传输线的控制原理，研究传输线控制器的原理，以及传输线控制系统的设计和分析。
最后，传输线安全性研究，研究在不同电力系统形式下传输线的安全性，为保证传输线设计和操作安全提供必要的依据。
传输线理论作为电力系统分析的基础，是必不可少的重要科学领域。
它的应用已广泛渗透到电力系统的分析、运行和控制等领域，它不仅可以用于常规电力系统的分析，而且可以应用于新能源系统，包括太阳能、风能和海洋能等可再生能源系统的设计及优化。
传输线理论的发展也使电力系统运行更加可靠、稳定，传输线的运行模拟技术可以模拟电力系统的运行，根据模拟的结果，可以进一步优化电力系统的设计和操作，提高电力系统的可靠性和稳定性。
现代电力网的先进技术，如自动控制和解决方案也需要传输线理论的支撑，否则很难实现电力系统运行的可靠性和稳定性。
总之，传输线理论已经成为电力系统分析、设计、安装和运行的重要基础理论，它在满足电力系统运行的可靠性和稳定性方面发挥着重要的作用，同时也可用于新能源系统的分析、设计和优化。
只有进一步深入研究传输线理论，才能更好地发挥它在满足现代电力系统需求方面的重要作用。
《传输线理论》课件
阻抗特性
传输线的阻抗决定信号的 匹配和功率传递效率，常 见的阻抗包括50欧姆和75 欧姆。
传输线上的信号传输
传输线上的信号反射和干扰是常见问题，可通过消除信号反射和合理终止传输线来解决。 消除信号反射的方法包括使用终端电阻、滤波器和匹配网络。
传输线的调谐
传输线的等效电路 模型
传输线可用电路模型表示， 包括传输线的电感、电容和 电阻。
传输线用于计算机网络中的局 域网和广域网等数据传输。
总结
1 传输线理论的重要性
传输线理论为电磁信号传输提供了基础理论和实践指导。
2 相关应用领域
传输线广泛应用于通信、雷达、计算机网络等领域。
3 发展趋势及未来展望
随着技术的发展，传输线将继续演进，以满足不断增长的通信需求。
什么是传输线
传输线是传输电磁信号的导体或介质，通常由金属导线、光纤或空气等构成。 传输线可分为平行线、同轴电缆、光纤等多种类型。
传输线的特性
衰减特性
传输线上信号强度随距离 递减，衰减特性决定信号 传输的距离和质量。
相位特性
传输线上的信号会因电磁 波传播速度不同而引起相 位变化，影响信号的时间 同步。
《传输线理论》PPT课件
# 传输线理论 什么是传输线？传输线的定义和分类。 传输线的特性，包括衰减特性、相位特性和阻抗特性。 如何在传输线上进行信号传输？反射与干扰，消除信号反射，传输线的终止方式。 传输线的调谐，包括等效电路模型、调谐方法和在通信系统中的应用。 传输线在通信系统、雷达系统和计算机网络中的应用。 总结传输线理论的重要性，相关应用领域，发展趋势及未来展望。
传输线的调谐方法
通过调节传输线的电性能参 数来实现传输线的谐振和优 化信号传输。
电信传输技术第二章
电信传输技术第二章第2章传输信道2.1有线信道2.1有线信道2.2无线信道2.2无线信道2.3信道传输特性2.3信道传输特性2.4信道的传输能力2.4信道的传输能力2.1有线信道2.1有线信道有线信道包括明线、对称电缆、有线信道包括明线、对称电缆、同轴电缆和光缆等1、明线是指平行架设在电线杆上的架空线路 2. 同轴电缆由内外两根互绝缘的同心圆柱形导体构成的，同心圆柱形导体构成的，内导体为铜线，外导体为铜管或网同轴电缆的基本结构3. 双绞线双绞线电缆(简称双绞线) 双绞线电缆(简称双绞线)是由两根绝缘的导体扭绞封装在一个绝缘外套中而形成的一种传输介质，套中而形成的一种传输介质，通常以对为单位，并把它作为电缆的内核，对为单位，并把它作为电缆的内核，根据用途不同，根据用途不同，其芯线要覆以不同的护套双绞线是最常用到的一种电缆，种电缆，它既可以传输模拟信号又可以传输数字信号双绞线按其电气特性进行分级或分一般分为非屏蔽双绞线(UTP) 类，一般分为非屏蔽双绞线(UTP)和屏蔽双绞线(STP)两大类。
屏蔽双绞线(STP)两大类。
双绞线一般用于星型网的布线连接，双绞线一般用于星型网的布线连接，每对线可传输60 60路电话信号每对线可传输60路电话信号双绞线的缺点是容易受到外部高频电磁波干扰，电磁波干扰，且线路本身会产生一定的噪声，误码率较高，的噪声，误码率较高，不支持速率非常高的数据传输(a) 双绞线电缆(b)双绞线传输4. 对称电缆对称电缆是由若干对叫做芯线的双导线放在一根保护套内制成的5.微带线和矩形波导 5.微带线和矩形波导(1)微带线仅是一个由绝缘体隔离的、离的、与接地板分离的平面导体(2)波导(Wave Guide) 最简单形波导(Wave 式是一个空心导管，式是一个空心导管，其横截面通常是矩形，但也有圆形或椭圆形波导，矩形，但也有圆形或椭圆形波导，可以限定电磁波能量的边界平面导体PC绝缘材料接地板(b)(a)(b) 矩形波导(a) 微带线6. 光纤和光缆(1)光纤传输光信号的有线信道是光导纤维，是光导纤维，简称光纤目前光纤通信使用的波长范围是在近红外区内，在近红外区内，即波长为0.8 ~ 1.8m,可分为短波长波段和长波长波段。
Ch2_传输线(2)
ρ=
Zc Z l Zc + Z l
终端失配
终端短路 Zl = 0
u(x,t)
K Zs ZL VE
X=0 X=l
i(x,t)
1/2Zc
Zc
1/2
Zc Zl ρ= =1 Zc + Zl
t < l/v
l
1/2
x l
1/2Zc
x
t = l/v
设输入是幅度为+E的阶跃电压,则方程解 变为:
KV = - 0.2 倒相
t=3τ t=4τ
Vf3 5V = - 0.6
t=3τ t=4τ
4mA If3 = 4. If4 = 0.8 8mA
Vf4 = 0.1
3V
t=5τ
t=5τ
t =4 τ
KV = 0.74 同相
KI = 0.2 同相
KI = - 0.74 倒相
中国科大 快电子学 安琪
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多次反射时始,终端的电压和电流数值
x l i(t,l)
电压波 电压波传到终端后,反射系数为1,所以将 在终端全部反射,而相位与入射电压相 差180°,即反向全反射.
l u(t,l)
1/Zc
电流波
电流波也在终端发生全反射,但相位不 变,是正向全反射. 中国科大 快电子学 安琪
1/2
td
u(t,0)
t
i(t,0)
1/ Z c 1/2Z c
Iλ + I f1 + I f 2 +I f3 = 8.4mA
M
Vλ + V f 1 + V f 2
4τ + L 6τ
M
传输线理论
《微波技术》
2-3 传输线的特性参量
对给定的传输线和负载阻抗，线上各点的输入阻抗随至终端的距离l的不 同而作周期(λ/2)变化，且在一些特殊点上，有如下简单阻抗关系：
Zin l Z L Z02 Zin l ZL ln
2
n 0,1, 2,
4
l 2n 1
n 0,1, 2,
1.传输线上距负载为λ/2整数倍的各点的输入阻抗等于负载阻抗。 2.距负载为λ/4奇数倍的各点的输入阻抗等于特性阻抗的平方与负载阻 抗之比。 3.当Z0为实数ZL为复数负载时，λ/4的传输线具有阻抗变换特性。
在许多情况下，例如并联电路的阻抗计算，采用导纳比较方便。 Y jY0 tan z 1 Y0 L 均匀无耗传输线 Yin z Zin z Y0 jYL tan z
L0 C0
《微波技术》
2-3 传输线的特性参量
三、相速和相波长 相速是指波的等相位面移动速度。 dz 入射波的相速为 vp dt 对于微波传输线
1 vp L0C0
所谓相波长定义为波在一个周期 T内等相位面沿传输线 移动的距离。即
p vpT
vp f
f
2
第二章 传输线理论
用“路”理论求解分布参数电路的方法； 无耗传输线的传输特性； 匹配无耗传输线的方法； 用Smith圆图解决传输线的实用问题。
《微波技术》
2-1 2-2 2-3 2-4 2-5 2-6
引言 传输线方程及其解 传输线的特性参量 均匀无耗传输线工作状态的分析 圆图及其应用 传输线的阻抗匹配
《微波技术》
传输线理论gai综述资料.
＝CVS/ LC = Vs / L / C
i Vs / L / C
传输线的特性阻抗
i Vs / L / C
Zc L / C
特性阻抗Zc的物理意义：当传输线上出现脉冲电 压V时，相应的脉冲电流为：I＝V/ Z0
传输线方程及其解
x 取长度为x（ x <<）的一段传输线， 将其作为集中参数电路来处理。设传输 线上的电压和电流瞬时值分别为：u(x,t) 和i(x,t)，假定传输的是稳态正弦信号,根 据基尔霍夫定律，得：
式中，第一项表示向正x方向传播的波（入射波），第二项 表示向负x方向传播的波（反射波）。因此，在一般情况下， 传输线上存在着朝相反方向传播的波，或者说，传输线上 任意位置的电压和电流是由这两者叠加而成的。
无损耗传输线方程及其解
U(x) AeΓx BeΓx I(x) ( A/ Zc )eΓxe jx Be jx
令A Ae j1, B B e j2,则：
I(x) ( A/ Zc )e jx (B/ Zc )e jx
u(x,t) Re[U(x)e jwt ]
A cos(wt 1 x) B cos(wt 2 x) I (x,t) ( A / ZC ) cos(wt 1 x) ( B / ZC ) cos(wt 2 x)
无耗传输线的瞬态响应
LX
VS
CX
X
对电感L X， ＝ L X i＝L X CVSv
根据法拉第电磁感应定律：VS ＝ / t= L CVSv2
所以：v＝ 1/ LC m/s
v 1/ LC
无耗传输线的瞬态响应
LX
VS
CX
X
对电容C X， Q＝ C X VS，所以：
i＝ Q/ t= C X VS / t= CVS ( X / t)= CVSv