用Bounce diagram来计算传输线上的瞬态响应

(1)

在分析传输线的瞬态响应的时候，经常会用到Bounce Diagram，大概的图形是这样的。

bounce diagram可以用来计算脉冲沿着传输线传输时，不同时间不同位置处的波形。

比如说，如下图所示。

微带线的特征阻抗是Z0，源阻抗是Z0，传输线负载端为开路。

在t=0的时刻，开关闭合，施加到传输线z=0处的电压为V0/2，但是当电压传输到负载端z=l时，因为负载端是开路，反射系数为1，所以反射电压=入射电压=V0/2。

而在z=l处的电压，为反射电压与入射电压的叠加，所以为V0/2+V0/2=V0。

(2)

在手算Bounce diagram时，首先要计算出源端反射系数和负载端反射系数。

如下图所示，电压源为3.3V，源端阻抗为5ohm，负载端为开路，源端反射系数和负载端反射系数的结果分别为-9/11和1。

则Bounce diagram和负载端的瞬态电压波形如下图所示。

用软件仿真验证一下，如下图所示，其瞬态响应和理论计算值完全吻合。

(3)

在上面仿真模型的基础上，再分别假设R=100ohm，R=50ohm，可以得到瞬态波形分别为：

所以，传输线负载端不同的端接电阻，会呈现出不同的瞬态波形。

参考文献：

[1]   微波工程

[2] https://iexploresiliconvalley.com/2019/08/27/ltspice-lesson-3-transmission-lines-part-1/