Effects of Cable Characters on the Load Using the Transmission Theory

Based on the transmission theory, the mechanism of the generation of the motor terminal over voltage caused by the long line transmission of PWM pulses in the PWM variable frequency driving system is studied. This paper focuses on the effects of the variant length and characteristic impedance of cables on the over voltage by large numbers of experiment results. In terms of the impedance matching method, a network fixed at motor terminal is designed to reduce the over voltage. The utility of this network is testified by the experiments.

铁氧体传输线电压测量用自积分电容分压器设计

为了研究铁氧体传输线对脉冲前沿的陡化机理,研制了6个耦合式自积分电容分压器测量传输线不同位置的电压波形,以此来分析脉冲前沿的陡化过程。首先通过Pspice建立电容分压器的等效电路模型,从时域和频域上分析了同轴信号电缆匹配方式及低压臂补偿电容的杂散电感对电容分压器测量输出的影响,提出采用多个电容并联的PCB同轴结构减小其杂散电感对脉冲高频振荡的影响,然后根据传输线结构设计了一种低杂散电感的耦合式电容分压器,通过Comsol仿真计算出高、低压臂电容值并推导了理论分压比。实验测试了电容分压器工作于D-dot模式和自积分模式时的输出信号,对分压器的分压比及响应时间进行定标,结果表明所研制的电容分压器,实测分压比与理论值接近,响应时间约为2.1 ns,实现了6级铁氧体传输线不同位置的脉冲电压的同时测量。

直流输电线路行波采集二次回路阻抗匹配问题研究

行波信号的准确采集是输电线路行波故障测距的基础,直流输电线路二次回路阻抗不匹配对行波采集存在负面影响。针对此问题,本文研究二次回路波阻抗不匹配的原因,分析由此导致的行波折反射问题及其对单端行波故障测距的不利影响。为解决二次回路阻抗不匹配问题,提出在二次回路传输电缆首端并联电阻的方法,并对常用的传输电缆进行实测和电磁暂态仿真,分析传输电缆的波阻抗变化范围,验证匹配电阻的行波折反射抑制效果。结果表明,本文提出的阻抗匹配方法可有效消除二次回路行波折反射现象,有助于提高单端行波故障测距的可靠性,具有良好的工程适应性。

PCB设计中阻抗匹配的信号改善方法

为了研究阻抗匹配对传输线上高速信号质量的改善效果,结合传输线理论分析了高速信号在传输线上传导时发生反射的原因以及避免信号发生反射的阻抗匹配方法,介绍了5种阻抗匹配方式的特点。采用Hyper lynx仿真软件分析了控制板卡印制电路板(PCB)设计中现场可编程门阵列(FPGA)到数字信号处理器(DSP)之间一条传输线上的信号质量,对比分析了有无串联匹配电阻、源端串联匹配电阻、中端串联匹配电阻和末端串联匹配电阻的信号质量。结果得出,传输高速信号的电路系统应该进行阻抗匹配,对于串联匹配电阻,在PCB布局设计中应尽量将匹配电阻靠近信号源端放置。

传输线变压器的机理及宽带阻抗匹配的设计

传输线变压器具有频带宽、易于制作的特点,在通信领域得到了广泛的应用。但在超声换能器与超声信号源之间采用传输线变压器实现阻抗匹配的报道较少。文章对传输线变压器实现宽带阻抗匹配的机理进行了详细的分析,通过一个简单的等效电路阐明了传输线变压器如何巧妙地利用传输线间的分布电容,使其由影响高频能量传输的不利因素而转换为电磁能量转换必不可少的条件,从而达到宽频带传输的目的。以500kHz～2MHz范围内的超声换能器的阻抗匹配变压器的设计为例,具体给出了确定传输线变压器特性阻抗、线长、磁心、导线型号和匝数的方法。

超宽带匹配馈电结构的设计与实验

设计研制了一种低阻抗传输线向高阻抗超宽带天线馈电的馈电结构,理想情况下,该馈电方法可实现特性阻抗为50Ω的同轴传输线向特性阻抗为200Ω的超宽带天线匹配馈电。分别用TEM喇叭天线和抛物反射面天线进行了实验验证,结果表明,与同轴线直接馈电相比,采用该匹配馈电结构后,TEM喇叭天线的辐射场强提高了15%,反射面天线的辐射场强提高了27%。

一种基于0.18 μm CMOS工艺的分布式放大器设计

针对传输线理论在分布式放大器设计的应用中存在的问题进行了讨论,并基于阻抗匹配的思想,采用0.18μm CMOS工艺设计了一种均匀式宽带分布式放大器。设计中采用了峰化电感以提高放大器的增益,并通过优化人工传输线的吸收负载和片上匹配电感提升了分布式放大器的增益、带宽和输出功率。仿真实验结果显示该放大器在2-14 GHz频率范围内增益为11.5 dB,带内增益平坦度为±0.5 dB,输入回波损耗小于-11.7 dB,输出回波损耗小于-8.8 dB,3 dB带宽内输出功率为4-10.5 dBm,PAE效率为4.1%-18.3%,表现出了良好的综合性能。

一种2～19GHz分布式功率放大器

对T型匹配网络构成的人工传输线的阻抗匹配特性进行了讨论,在此基础上,采用0.18μm CMOS工艺,设计了一种宽带分布式功率放大器。设计中,通过减小栅极人工传输线的吸收负载,在放大器输入端获得了良好的阻抗匹配;通过在放大器输出端增加1个L型阻抗匹配网络,实现了输出端阻抗匹配,同时有效提升了分布式放大器的增益和输出功率。仿真结果显示,该放大器3dB带宽达到17GHz,2-18GHz频率范围内,增益为10.5dB,带内增益平坦度为±0.5dB,输出功率为4.9-9.85dBm,PAE效率为5%-15.6%,表现出良好的综合性能。

传输线多分支结构的阻抗匹配技术研究

阻抗匹配技术是高频电子电路设计的关键。因此,为了解决特殊结构传输线的阻抗匹配计算问题,该文在阐述传输线阻抗匹配的基本原理的基础上,给出了传输线多分支结构的基本特征。在深入分析了传输线多分支结构的信号传输特性的基础上,结合传输线零阶模型得到了多分支结构阻抗的匹配条件,并对比给出了仿真结果。该文还对传输线多分支结构模型中影响信号传输特性的主要因素进行了分析总结,进一步优化了传输线多分支结构阻抗匹配的解决方案。

基于PCB仿真的高速时钟电路设计研究

随着电子线路设计复杂程度的增加 ,以及人们对于电路性能要求的不断提高 ,对于高速电路设计的仿真显示出越来越重要的地位。该文主要介绍了基于信号噪声分析软件 (SigNoise)对于印刷电路板 (PCB)的仿真 ,并对高速时钟电路设计中的传输线距离考虑、匹配电阻设计、PCB布线形状进行了深入的研究。文中对于高速数字电路信号完整性和电磁兼容性的分析 ,对于电子线路的设计具有很好的参考价值。

2.5～14.5GHz分布式功率放大器设计

对分布式放大器的工作原理和人工传输线的阻抗特性进行了分析,在此基础上采用0.18μm CMOS工艺设计并实现了一种具有三级增益单元的分布式功率放大器.放大器中的增益单元采用了具有峰化电感的共源共栅放大器结构,并通过增大人工传输线的终端负载和优化片上电感的取值使放大器输入和输出端口具有良好的阻抗匹配,同时有效地提升了分布式功率放大器的增益和输出功率.芯片测试结果表明,该放大器3dB带宽达到12GHz(2.5~14.5GHz),3~14GHz频率范围内增益为9.8dB,带内增益平坦度为±1dB,输出功率为4.3~10.3dBm,功率附加效率为1.7%~6.9%.

传输线变压器匹配和响应特性的实验研究

针对传统变压器的局限,提出采用柔韧性好的同轴电缆和高导磁率的铁基非晶磁性材料绕制的1∶4阻抗变换的传输线变压器(TLTs)作为输出变换装置,并进行相关的实验研究。根据传输线理论及波的折反射分析了实际工程中的最佳匹配条件以及实际情况中阻抗失配引起的波形畸变;给出了磁芯材料对脉冲的响应分析。实验结果表明:TLTs对输出脉冲的响应良好,改善了波形前沿,减小了能量损耗,且与理论值具有较好的一致性。

传输线变压器在高压脉冲源中的应用

传输线变压器具有良好的高频特性,能够克服传统脉冲变压器的分布电感和分布电容对脉冲传输的不良影响。建立传输线变压器的理论模型,分析其基本工作原理,根据传输线理论探讨使用传输线变压器时的最佳匹配条件以及使用中阻抗失配引起的波形畸变;采用同轴电缆和高磁导率的铁基非晶磁性材料绕制传输线变压器,将其作为高压脉冲源的输出装置并进行相关实验。实验结果表明传输线变压器对输出脉冲的响应良好,减小了能量损耗。

一种GaAs基HEMT低噪声放大器的设计实现

采用GaAs标准高电子迁移率晶体管(HEMT)工艺设计了一种低噪声放大器。放大器由4级4指双栅槽结构HEMT器件级联构成。0.25μm栅线条的选用保证器件有低的噪声系数和较高的增益。通过在HEMT的源极串联电感和选择MIM电容微带线实现了放大器输入级、中间级、输出级之间的最佳匹配网络。芯片测试结果表明,所设计低噪声反放大器在34 GHz频率下的小信号增益大于22 dB,噪声系数小于1.8 dB,具有10 dBm的饱和输出功率且线性度较好。该设计方法实现了低噪声、高增益、低功耗放大器的性能要求。

分布式功率放大器研究进展

单片微波功率放大器在无线通信以及微波测试设备等众多领域中有着广泛的应用,而分布式功率放大器是实现宽带功率放大器的有效方法。文中介绍了分布式放大器的基本工作原理,在此基础上对国内外分布式功率放大器的研究现状进行了综述,指出了目前分布式功率放大器的几种主要研究方向和改进技术,并对现有的设计理论和方法进行了讨论与分析,最后给出了结论。

单/双路馈入磁绝缘感应电压叠加器感应腔角向传输线的优化

角向传输线作为磁绝缘感应电压叠加器(MIVA)感应腔的关键部件,对MIVA感应腔馈入电流角向均匀分布,以及感应腔输出响应有决定性影响。为此,从馈入电流角向分布、阻抗匹配、绝缘安全等方面阐述了MIVA感应腔角向传输线的物理设计原则。针对双路和单路两种脉冲馈入方式,分别给出了优化的角向传输线结构。采用3维全尺寸、瞬态电磁模型对馈入电流角向分布和感应腔输出脉冲进行了模拟计算。结果表明,双路馈入MIVA感应腔馈入电流均匀性较好,设计角向传输线时首要考虑因素是降低角向线阻抗来改善感应腔输出脉冲响应,减小输出波形畸变。单路馈入MIVA感应腔馈入电流不均匀程度显著增大,采用非对称的角向线结构可提高馈入电流均匀性。双路和单路馈入MIVA感应腔电流角向不均匀系数最低分别为3%和9%。

传输线在宽带匹配中的应用

提出了一种宽带匹配网络设计的新思路。文中以任意输入阻抗的匹配为分析模型,详细分析了传输线在宽带匹配中的各种应用,并从宏观角度定性分析了传输线在阻抗匹配中的应用原理。在此基础上分析设计了一副工作在30～88 MHz频段、电压驻波比小于3．0的实用单极子天线,其实测结果良好地满足了要求。

传输线阻抗匹配的分析与设计

介绍了传输线的基本特征以及信号线视为传输线的具体条件。指出了传输线阻抗匹配的数学物理模型及阻抗计算公式。以高速收发器中的传输背板为例,不仅详细介绍了背板传输线阻抗匹配的设计过程及参数计算方法,而且结合生产实际,总结出PCB工艺对特征阻抗的影响。对传输线阻抗匹配问题的分析与设计提供了重要参考。

传输线的阻抗控制

阐述了传输线特征阻抗的物理含义,介绍了2种传输线阻抗计算的经验公式,在此基础上讨论了影响传输线阻抗控制的主要因素。重点分析了当光发射模块的驱动器芯片和激光器之间的传输线阻抗不匹配时对信号眼图的影响及其改进情况,并进一步从PCB板上电路的工艺设计来解决传输线的阻抗控制问题。

采用格林函数法的渐变脊波导设计

文中运用格林函数法设计出切比雪夫渐变脊波导,采用数值方法对理论设计进行实例验证,并利用微波工作室对设计结果进行了瞬态分析,实验表明在40%的带宽内,其驻波系数小于1.1。作为输能装置,这种脊波导具有渐变长度短、匹配特性好、工作频带宽、驻波系数小等优点,并已经应用于C波段前向波放大管。