連接在線(xiàn)路中間的容性負載

圖4.22說(shuō)明了一條長(cháng)線(xiàn)中間掛了一個(gè)電容的情形。一個(gè)從左邊進(jìn)入的信號遇到電容后一分為二，一部分信號后向射，另一部分經(jīng)過(guò)電容繼續向前傳播。

這個(gè)問(wèn)題棘手的方面在于反射系數是頻率的一個(gè)函數。我們將分別來(lái)估算反射信號的大小以及對傳播信號的影響。

1、容性負載上的信號反射

像其他反射問(wèn)題一樣，我們試著(zhù)用反射方程式（）來(lái)分析。這個(gè)方程需要我們指定線(xiàn)路和端接在阻抗，目前用傳輸線(xiàn)阻抗Z0作為端接阻抗。

圖4.22中傳輸線(xiàn)在左邊部分終止于這個(gè)電容，其總的端接負載等于電容的電抗與其余線(xiàn)路輸入阻抗的并聯(lián)值。如果不知道在右邊線(xiàn)路端接情況，可以對輸入阻抗進(jìn)行一些假設。那么，如何計算出總的端接負載呢？

為了解決這種進(jìn)退兩難的困境，首先假設我們正在處理是一條低損耗的線(xiàn)路，進(jìn)一步假設右邊的線(xiàn)路是末端端接的，因此它的輸入阻抗等于Z0=（L/C）1/2，與頻率無(wú)關(guān)。同樣地，我們還可以假設右邊的線(xiàn)路非常長(cháng)，從而使得遠端反射回來(lái)的信號由于到達太遲而不會(huì )影響由容C引起的直接反射。無(wú)論是哪種情況，我們都將假定右端的輸入阻抗等于ZO。

現在我們可以用電容C和ZO的并聯(lián)結果替換式（）中的ZL項?；?jiǎn)并重新整理各項，得到容性負載反射系數結論：

當頻率高于FMAX=（CZOπ）-1時(shí)，幾乎是完全反射。不要將傳輸線(xiàn)使用在該頻率以上。當頻率在FMAX以下時(shí)，反射系數則有所區別，它實(shí)際上返回上個(gè)脈沖，等于輸入階躍的導數。微分常數等于-C（ZO/2）。

如果數字轉折頻率是在FMAX以下，那么可以估算反射脈沖的峰值的峰值振幅：

其中，△V=輸入電壓階躍的大小
P=反射脈沖振幅，V
T上升=輸入信號的10~90%上升時(shí)間，S
C=負載電容，F
ZO=高頻線(xiàn)路阻抗，（L/C）1/2

2、信號通過(guò)一個(gè)容性負載

假設兩邊的線(xiàn)路都很長(cháng)，因而在短時(shí)間內，從電容看過(guò)去，其有效阻抗都等于ZO=（L/C）1/2。這個(gè)假設使得我們能很快地計算出傳輸系數：

這是一個(gè)時(shí)間常數為C（ZO/2）的低通濾波器的方程，這個(gè)階躍響應的10~90%上升時(shí)間應該為時(shí)間常數的2.2倍，或者是：

容性負載使通過(guò)它的傳播信號的上升時(shí)間劣化，采用式（）可以算出傳播信號的上升時(shí)間。它綜合了輸入的上升時(shí)間和電容上升時(shí)間，以算出輸出的上升時(shí)間。

如果符合以下條件之一，則本文的近似值成立：

1、傳輸線(xiàn)在兩個(gè)方向都端接。

2、傳輸線(xiàn)的長(cháng)度大于上升沿的有效長(cháng)度（在兩個(gè)方向）。

當低阻抗驅動(dòng)器與負載電容連接靠得太近時(shí)，從電容端來(lái)看，有效驅動(dòng)阻抗將降低，最終結果是反射更小，以及上升時(shí)間的畸變更小。