高频电路 Introduction of High Frequency World

台湾 高频传输线特性视频 课件

高頻信號傳輸特性及電路量測中華大學 通訊系 田慶誠 tien@chu.edu.tw (O) 03 5186398

中華大學 通訊系 田慶誠

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OUTLINE

Introduction of High Frequency World Basic Circuit Theory Impedance Matching Concept Transmission Line Theory Practical Transmission Lines Time Domain Reflection and Transmission Phasor Domain Analysis High Frequency Circuit Measurement2

中華大學 通訊系 田慶誠

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Session I Introduction of High Frequency WorldR L C

TL

Y

Z

Freq S

Time

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90年代前的高頻電磁應用Microwave and millimeter-wave device and circuits RADAR Satellite communication P-To-P microwave communication 電磁學研究的人越來越少 傳輸線理論不受重視 4 中華大學 通訊系 田慶誠 2013/8/21

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90年代後的高頻電磁應用

Wireless Communication:– Digital Cellular Phone

(GSM, GPRS, 3G, 4G, …) (PHS, DECT, …) (802.11?, Blue Tooth, …) (802.15, 802.16, …)5

– Digital Cordless Phone

– Wireless LAN

– Ultra-Wide Band (UWB)

– Intelligent Transportation System中華大學 通訊系 田慶誠 2013/8/21

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90年代後潛在更重要的應用

High speed digital electronics Optoelectronics– 100Gbps optical comm.

– 4GHz CPU

Integrated Circuits Interconnections

Packaging and Testing EMI and EMC for system-, board-, and chip-level design中華大學 通訊系 田慶誠

– GHz LVDS, Series Bus, Mother Board

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20世紀電機電子工業的崛

起有賴電子電路學的簡化 設計 未來將是電磁學及量子物

理不可忽略的時代2013/8/21 中華大學 通訊系 田慶誠 7

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Introduction of Waves

Vp: Phase velocity2013/8/21 中華大學 通訊系 田慶誠 8

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Lumped v.s. Distributed Circuit Lumped Circuits

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Lumped v.s. Distributed Circuit Definitions of lumped element (1) Input current amplitude = Output current amplitude (2) Input current phase = Output current phase

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Lumped v.s. Distributed Circuit Distributed Circuit

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Lumped v.s. Distributed Circuit What “Distributed” means

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Rise Time v.s. Travel Time Tr: Rise Time Td: Delay Time

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Digital Interconnection Rules 數位工程師的 Rule of thumb Signal path can be treated as:– A lumped element, if Tr > 6 Td (Short ckt, series resistor, shunt capacitor)

– A lumped model, if 2.5 < Tr/Td < 6 (Series inductor with shunt capacitor)

– A distributed model, if Tr < 2.5 Td (Transmission Line or multi-section LC model)

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Why Tr > 6 Td ? Example: Rs = 0.25 Zo, RL=

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Why Tr > 6 Td ? Multi-reflections occurred at load Tr = 2 Td Tr = 4 Td

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