Maxwell's Dream Hilfe: Was sind Leitungsparameter? Zurück zur Übersicht

Bei den folgenden Parametern geht es um die Übertragung von high-speed Signalen über eine impedanzkontrollierte Leitung:

Geschwindigkeit

Dieser Parameter beschreibt, wie schnell sich das Signal entlang einer Leitung ausbreitet. Dieser Parameter ist in nanosekunden pro meter angegeben.

Kapazität

Die Kapazität, genauer der Kapazitätsbelag, zwischen dem Signalleiter und den beiden Masseebenen. Die Kapazität ist in picoFarad pro meter angegeben.

Induktivität

Im Allgemeinen ist eine Induktivität nur für eine geschlossene Stromschleife angegeben. Hier ist für die Triplate angenommen, dass der Strom durch den Signalleiter hin- und durch die Masseebenen zurückfliesst. Diese Annahme ist bei Hochfrequenzsignalen sicher gegeben. Die hier berechnete Induktivität ist die Summe der partiellen Induktivitäten für Signalleiter (Hinrichtung) und Masseflächen (Rückrichtung).

Wellenwiderstand

Dieser Parameter ist zunächst einmal schwierig zu verstehen, er ist aber zugleich der wichtigste Parameter für die hochfrequente Signalübertragung. Es lohnt sich also, diesen Parameter zu verstehen.
Bei hohen Frequenzen wird das Signal als elektromagnetische Welle übertragen, die sich entlang der Signalleiter ausbreitet. Die Form und Stärke der magnetischen und elektrischen Felder wird von der Geometrie des Wellenleiters (Triplate) und der Materialeigenschaften bestimmt

Die Signalspannung und der Signalstrom passen sich nun den elektrischen und magnetischen Feldern an. Das führt zu der vielleicht überraschenden Tatsache, dass bei hohen Frequenzen ein festes Verhältnis von Strom und Spannung jedem Signal eigen ist, das sich über einen bestimmten Wellenleiter ausbreitet. Es ist nicht möglich, in diesen Wellenleiter ein Signal mit einem anderen Verhältnis von Strom und Spannung einzuspeisen. Versucht man, in den Wellenleiter ein Signal mit einem anderen Strom/Spannungsverhältnis einzuspeisen, würde das eingespeiste Signal vom Wellenleiter in zwei Teilsignale zerlegt: Ein Signal mit dem spezifischen Strom/Spannungsverhältnis würde der Wellenleiter übertragen, das zweite Teilsignal (der unverdauliche Rest) würde der Wellenleiter zurück zur Signalquelle reflektieren.

In der Welt der Elektronik wird ein Verhältnis von Spannung zu Strom als Widerstand bezeichnet. Im Fall von Wellenleitern bezeichnet man das konstante Verhältnis von Spannung zu Strom als "Wellenwiderstand".

Die Kenntnis des Wellenwiderstands ist sehr wichtig, wenn man z.B. einen Sender entwirft, der ein hochfrequentes Signal ohne Reflektion in einen Wellenleiter einspeisen will. Will man zwei Wellenleiter hintereinander schalten (z.B. ein Übergang von einer Triplate in eine Koaxleitung), ist die Kenntnis des Wellenwiderstands ebenfalls entscheidend.

Maxwell's Dream berechnet zuerst die Feldverteilung der Triplate, in einem zweiten Schritt werden aus der Feldverteilung die Ergebnisparameter bestimmt. Für die Berechnung der Feldverteilung wird die Methode der finiten Elemente verwendet.


Was ist eine "Triplate"? Zurück zur Übersicht Wie gebe ich die Geometrie an?

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