原创 《高速数字设计》学习笔记（1）

第一章 基础知识

1.1 转折频率（knee frequency）

F_knee=0.5/Tr  （Tr 脉冲上升时间）

数字脉冲的大部分能量集中在该频率以下。F_{knee^{只是便于工程分析，不能取代傅立叶分析。任何在其}}F_{knee^{频率以内具有一个平坦频率响应的电路，可以允许一个数字信号几乎无失真地通过。}}

_{^{1.2 时间与距离}}

_{^{传播延迟D与介电常数的平方根成正比。FR-4的介电常数在低频时为4.7，高频时为4.5。}}

_{^{印刷板外层走线的传播速度比内层快。（外层与空气接触，平均下来介电常数小）}}

_{^{氧化铝用来制作非常密集的电路板。微波工程师更看中氧化铝电路低传播速度（大的延迟）的特点，因为这样可以缩小谐振结构的尺寸。（？）}}

_{^{1.3 集总系统（lumped system）和分布系统（distributed system）}}

_{^{一个电气特性的有效长度定义为：L=Tr/D   （Tr 脉冲上升时间，D 电信号在介质中的传输延迟ps/inch）}}

_{^{由于传输延迟以及脉冲上升时间这两个物理量的客观存在，系统对输入脉冲的响应是延走线分布的。信号在上升时间Tr中的变化可以在长度为 L 的走线中完全体现出来。}}

_{^{其实所有的系统都是分布系统，只是当走线很短时，可以看作集总系统（走线上所有点同时响应一个电位）。书中定量为小于 L 的1/6。}}

 

16:54:27 UTC+0800    Wed May 9 2007

1.4 关于3dB带宽和RMS

联系上升时间和频率响应的近似关系式：

     F3dB=K/Tr （对于高斯脉冲K=0.338，对于单极型指数衰减脉冲K=0.35）

     FRMS="K/Tr"  （对于高斯脉冲K=0.361，对于单极型指数衰减脉冲K=0.549）

RMS带宽即等效噪声带宽，H(f)的RMS带宽是一个矩形频率响应在通过与H(f)相同数量的白噪声能量时的截止频率。

1.5 4种类型的电抗

4个电路概念：电容、电感、互容（mutual capacitance）、互感（mutual inductance）。研究电容电感的方法有很多种，微波工程师使用麦克斯韦方程组，控制系统设计者使用拉普拉斯变换，SPICE仿真设计者试用线性微分方程，数字电路工程师使用阶跃响应。

由阶跃响应可以推导出元件阻抗与频率的关系曲线。（1.1中上升时间与转折频率的关系）

1.6 普通电容

两个具有不同电位的导体间都回产生电容。电容是对电压的阻力。

电容的安装引脚在非常高的频率时，其电感足以使整个元件呈现为电感特征。该电容的阶跃响应在零时刻会出线一个小的脉冲，接着下降至零，随后才是一个正常的容性上升斜线。