射频@@电路设计中@@的反射与自干扰问题@@@@

一般来说@@,射频@@、数字或@@模拟电路中@@对信号有来自@@内部和@@外部干扰源@@。

内部干扰源包括@@:

1. 在@@电路中@@的每个节点处的反射@@,这称为自干扰@@;

2. 器件的非线性@@;

3. 由于电路设计中@@不恰当@@的接地@@、布局和@@封装老化而产生的额外辐射或@@干扰@@;

4. 来自@@PC B(印刷电路板@@)上的零件@@、泄露或@@者电流回路充当@@小天线时@@所导致的电磁辐射@@。

外部干扰源包括@@:

5. 人为电磁干扰源有两种类型@@:一种是从广播站@@、导航站@@、遥控@@、探测@@、探测@@台等处发射的电磁波@@。 另一种是来自@@工业设备@@@@、家庭设施@@、交通车辆等的电磁排放@@..

6. 环境干扰源如雷电@@,宇宙射线等@@..

上面提到的所有干扰都必须是@@EMC(电磁兼容@@)课程中@@要研究的目标@@。 遗憾的是@@,在@@大多数@@EMC课程中@@主要干扰@@1和@@2都被排除在@@外@@,尽管@@3至@@4被包括在@@内@@。 因此@@,许多@@EMC问题@@仍然是未知的@@,因为其中@@许多@@问题@@是由于干扰源@@1和@@2而导致出现的@@。

理想的情况下@@,实际电路中@@从来都不存在@@没有电压或@@功率反射的设计@@。 本文将讨论由于电压或@@功率反射引起的自干扰问题@@@@。 至@@于由于外部干扰源的干扰@@,难以找到一个标准正式的解决方案来处理@@EMC问题@@。 解决方案完全依赖于人工和@@自然干扰源的特殊特性@@。

从源到负载@@的信号电压传输@@

从源到负载@@的电压@@@@
图@@2.1 从源到负载@@的电压@@@@

当@@l<<λ/4时@@从源到负载@@的电压@@@@的一般表达式@@,使@@Td -> 0

图@@1显示了从源到负载@@的电压@@@@@@,并沿流道传输@@,这基本上是一条具有特性阻抗@@@@Z0的微条线@@, 当@@长度@@l<<λ/4时@@。 源和@@负载的阻抗@@是@@:

阻抗@@
Z S.=R S.+jx S., (2.1)

Z L =R L +jx L, (2.2)

上面方程中@@@@:

Z S =源阻抗@@@@

R S =源电阻@@

X S=源的电抗@@,Z L =负载阻抗@@@@

R L =负载的电阻@@;

X L =负载的电抗@@;

Z 0 =信号走线的特性阻抗@@@@;

ΓS.. =源处的电压@@反射系数@@@@;

ΓL.=负载处的电压@@反射系数@@@@;

P S=源处的功率@@;

vS =电源的电压@@@@;

PR S. =RS上的功率@@;

vR S =跨@@RS的电压@@;

P R L =RL上的功率@@;

v RL =跨@@RL的电压@@;

在@@表达式@@(2.1)和@@(2.2)中@@,XS 是源的电抗@@@@,XL 是负载的电抗@@@@。

在@@推导从源到负载@@的电压@@@@的一般表达式之前@@,我们有必要先澄清@@“从源到负载@@”的含义@@。如图@@@@2.1所示@@,由于以下原因@@,精确的短语必须是@@“从源到负载@@的实部@@”,其中@@不包括@@“负载的虚部@@”:

1. 众所周知@@,跨@@XS. 或@@X L 的平均功率@@ 在@@交流信号的一个周期内为零@@。 换句话说@@,理想的电容器或@@电感只经历充放电过程@@,但从不接收或@@消耗任何净功率@@。

2. 在@@实践中@@@@,试图@@降低源或@@负载的电抗@@@@,X S 或@@ X L 让它们尽可能地相互中@@和@@@@。 在@@数字电路设计中@@@@,设计者总是试图@@选择低输入电容的器件@@,或@@者试图@@用电感或@@其他方法中@@和@@它@@。 在@@射频@@电路设计中@@@@,X S或@@ X L之间的相互中@@和@@@@ 正是阻抗@@共轭匹配的条件之一@@。

因此@@,在@@下面的讨论中@@@@,从源到负载@@的电压@@@@的真正含义是从源到负载@@的实部@@的电压@@@@。

根据传输线理论@@,源端和@@负载端的电压@@反射系数@@为@@:

电压反射系数@@

Z O 通常是@@50 oHm,总的来说@@:

4

电压在@@源端或@@负载端受到反射@@,即@@:

5

从源传递的电压@@将在@@源和@@负载之间来回反弹@@。 在@@RL上产生的电压@@是@@RL上所有源端和@@负载端之间的电压@@来回反弹的剩余电压的总和@@@@。

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