Analiza niejednorodnej linii transmisyjnej w środowisku SPICE
Transkrypt
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