什么是传输线的感性耦合

文摘   科技   2024-10-15 18:55   浙江  

传输线的容性耦合是比较容易理解的,但是一旦涉及到感性相关的东西,就会比较难想明白,因为我们对“电性”的东西更有直观和感性的印象:看到电压,也能通过想象电子的运动来想象电流。但是“感性”的东西就比较难了,除了电磁铁的:异性相吸,同性相斥之外。要去想象磁生电就会一头懵逼。

如下图所示,这是最早的磁生电实验,当ab对磁场进行切割时,我们可以看到ab的回路中会检测到电流流过。

我们可以将ab对磁场的切割,看成是导线所包围的环路中磁场的变化。ab向左移动表示其所包围的磁场增大,ab向右移动则其所包围的磁场减小,从而产生感应电场(电流)。
传输线之间的感性耦合,也是同样的道理。接下来我们开始具体的分析。

传输线感性耦合

两条传输线之间的感性耦合是指:动态线回路电感与静态线回路电感之间的相互作用。

我们知道传输线是由:信号路径和回流路径构成的。信号传输是从信号路径(前向)和回流路径(后向)构成的一个回路。有回路,那么就必然有回路电感。

如下图所示,传输线上分布电感看成一连串小变压器在两条线路之间,动态线上受dI/dt的驱动,在静态线上产生一个电压,形成感性耦合电流。

参照容性耦合瞬时耦合电流分析,如下图所示在动态线上传输一个高电平(上升边沿)信号,动态线与静态线之间的共模电感L12,那么在静态线上产生瞬时电压:

V12 = L12*ΔV/Tr 

= Lm* ν *Tr *ΔV/Tr 

= Lm *ν* I

感性耦合与容性耦合产生耦合电压传输模型非常相似,远端和近端耦合电压叠加模式是一样的。但不同的是:变压器在静态线上感应出的远端和近端传输的电压脉冲极性是相反的。

我们将感性耦合看成是一个变压器,那么变压器有什么特点呢?

大家开动脑筋好好回忆下,变压器最大的特点是变压:匝数比 = 电压比。

虽然传输线AB是无法用变压器的匝数比来搞,但是这里明确了一个关系,感性耦合导致的是电压耦合干扰,而非容性耦合的电流耦合干扰。

所以这事就变得简单起来了,感性耦合位置的左右两端就看成是一个电压源:同名端正,异名端负。举个栗子:左负右正,即耦合位置左侧是负电压,右侧是正电压。

1. 正脉冲电压向近端(左边,近端耦合)传输。

2. 负脉冲电压向远端(右边,远端耦合)传输。

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