Analiza niejednorodnej linii transmisyjnej w środowisku SPICE

Analiza niejednorodnej linii transmisyjnej w środowisku SPICE / Jacek
Izydorczyk. – Gliwice, 2010
SPIS TREŚCI
OZNACZENIA
9
1. WPROWADZENIE
1.1. Przegląd literatury
1.2. Cel pracy
1.3. Układ pracy
Bibliografia
11
11
15
16
18
2. MODEL NIEJEDNORODNEJ LINII TRANSMISYJNEJ
2.1. Bezstratna linia transmisyjna o liniowym profilu impedancji falowej
2.1.1. Równania telegrafistów
2.1.2. Równanie Bessela zerowego rzędu i jego rozwiązanie
2.1.3. Druga całka pierwsza równania Bessela zerowego rzędu
2.1.4. Parametry admitancyjne
2.1.5. Macierz łańcuchowa
2.1.6. Wyznacznik Wrońskiego
2.1.7. Algorytm analizy dowolnej niejednorodnej linii transmisyjnej
2.2. Model AWE niejednorodnej linii transmisyjnej
2.2.1. Wykorzystanie metody AWE
2.2.2. Symulowana maszyna analogowa
2.2.3. Trudności
2.3. Podsumowanie
Bibliografia
25
27
27
28
30
31
33
34
35
36
37
44
48
50
50
3. STRATY LINII TRANSMISYJNEJ
3.1. Problem rozwinięć
3.1.1. Rozwinięcia rzędu zerowego i pierwszego
3.1.2. Istota trudności
3.2. Tłumienność linii
3.3. Pomiary
3.4. Podsumowanie
Bibliografia
55
55
56
58
59
61
66
67
4. OBWODOWY MODEL NIEJEDNORODNEJ LINII DŁUGIEJ
4.1. Zalety modelu pasywnego
4.2. Residua parametrów admitancyjnych linii niejednorodnej
4.3. Rząd modelu
4.4. Dokładność modelu
4.5. Zniekształcenie residuów
4.5.1. Minimalna odległość średniokwadratowa (typ=2)
4.5.2. Odległość ℓ1 (typ=1)
4.6. Realizowalność modelu
4.7. Model rzędu 3
4.7.1. Synteza z wykorzystaniem układów niespełniających zasady
wzajemności
4.7.2. Synteza modeli rzędu 3
69
69
71
72
75
78
78
80
81
91
94
101
4.7.3. Dokładność modelu rzędu 3
4.7.4. Symulacja układu nieliniowego
4.8. Modele wyższego rzędu
4.8.1. Sekcja typu D Darlingtona
4.8.2. Algorytm syntezy pasywnego modelu rzędu 2N+1
4.8.3. Algorytm wyodrębniania funkcji wymiernej W(s)
4.8.4. Synteza
4.8.5. Symulacja stanu nieustalonego w obwodach z niejednodną linią
transmisyjną
4.9. Modelowanie strat w linii transmisyjnej
4.9.1. Model zjawiska naskórkowego
4.9.2. Model strat w dielektryku
4.9.3. Stratność linii a jej model bezstratny
4.9.4. Porównanie z pomiarami
4.10. Podsumowanie
Bibliografia
104
114
117
117
121
123
126
5. WERYFIKACJA MODELU METODĄ REFLEKTOMETRYCZNĄ
5.1. Wprowadzenie
5.2. Wsteczne rozpraszanie fal elektromagnetycznych
5.3. Badania symulacyjne
5.4. Wyniki pomiarów laboratoryjnych
5.5. Weryfikacja modelu linii
5.5.1. Symulacje
5.5.2. Eksperyment
5.6. Podsumowanie
Bibliografia
161
161
161
165
168
176
176
183
185
188
PODSUMOWANIE
189
A. MODELE W JĘZYKU SYMULACYJNYM SPICE
A.1. Sekcje Darlingtona 191
A.1.1. Sekcja typu E 191
A.1.2. Sekcja typu C 192
A.1.3. Sekcja typu B 192
A.1.4. Sekcja typu D
A.2.Model rzędu 3 (N=1) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.2.1. Modele złożone z pojedynczej sekcji rzędu 3
A.2.2. Modele złożone z wielu sekcji rzędu 3
A.3. Model rzędu 5 (N=2) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.4. Model rzędu 7 (N=3) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.5. Model rzędu 9 (N=4) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.6. Model rzędu 11 (N=5) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.7. Model rzędu 13 (N=6) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.8. Model rzędu 15 (N=7) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.9. Model rzędu 17 (N=8) niejednorodnej linii transmisyjnej
A.10. Model pobudzenia
A.11. Modele zjawiska naskórkowego
A.11.1. Model z dwoma indukcyjnościami
A.11.2. Model z trzema indukcyjnościami
A.11.3. Model z czterema indukcyjnościami
A.11.4. Model z pięcioma indukcyjnościami
191
142
143
144
150
150
152
155
156
192
193
193
194
196
197
198
199
200
201
205
210
211
211
211
211
211
A.11.5. Model z sześcioma indukcyjnościami
A.11.6. Model z siedmioma indukcyjnościami
A.12. Model linii stratnej
A.12.1. Pojedynczy segment
A.12.2. Modele wielosegmentowe
212
212
212
212
213
B. ALGORYTM GENERUJĄCY DANE DLA SPICE'A
215
C. PARAMETRY TRANZYSTORÓW MOS
219
Bibliografia
221
STRESZCZENIE
222
oprac. BPK