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****中国科大快电子学安琪*频谱分析?从频率Fclcok到频率Fknee，整个输出功率密度谱呈-20dB/decade的斜率下降。?在Fknee处附近，谱密度曲线开始快速下降。?拐点频率Fknee的功率谱密度比正常下降曲线低6.8dB。?输出信号的能量主要集中在低于拐点频率Fknee的频率范围内。?将膝频率Fknee频看作为数字信号的频率成分上限。DQ/QCPFclockRandom“1”or“0”谱分析第21页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*膝频率与上升时间?任何电路若对膝频率FKnee及其以下频率有平坦的响应曲线的话，那么信号通过此电路不会失真。?数字电路对高于其FKnee以上的输入频率成分的响应不会影响到对正常的对应于低于FKnee的数字信号的处理。任何数字信号的膝频率只与数字信号的上升（tr）和下降沿时间（tf）有关，而与时钟速率无关。两个重要结论：容易看出，上升沿时间越小，膝频率越大，上升沿时间越大，膝频率越小。任何数字信号重要的时域特性基本上都是由FKnee频率以及其以下的频率成分所决定。第22页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*集总系统与分布系统第23页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*一.信号传输的四种电性等效模型?全波模型?分布模型（离散模型）?集总模型?直流模型第24页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*1.全波模型?理论：“麦克斯威方程组”。假设电磁波在一个无限大的平面上行进：?电场指向x方向；?磁场指向y方向；?整个电磁场往z方向行进。?传播速度：光速，?阻抗：电场对磁场的比值，在自由空间里为377?。?当平面波遇到一个高传导物体时，传播方向会随即发生变化。如果适当地调整传播的物体，则平面波可以被导入到一个传输线里，这个我们称为“全波模型”。?选择“边界条件”用以代表实际物体的几何结构以及所使用的材料，来求解全波模型的麦克斯威方程组。?即使非常简单的结构体，方程组也很难解出。第25页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*2.分布系统?简化数学模型：用“电容”来描述电能用“电感”来表示磁能，用“电阻”来代表转换为热的能量损耗。?这些元件被定义成没有实际尺寸，由无损和无延迟的导线将它们连接起来。?有了这些电路元件就不再需要麦克斯威方程组和边界条件，利用这些电路元件就可以来描述一个所谓的理想传输线的结构。分布模型（离散模型）示意图基本的传输线结构如图所示，理想上，它是由无限多的RLC网络所组成的，然而，为了计算的目的（特别是为了时域的计算方便），我们通常选择有限个RLC网络来代表。其基本的假设是每个RLC网络的延迟时间远小于信号的波长或者上升时间。需要提醒的是，这种传输线模型仍然是用集总的元件来描述系统的，只不过这些元件是分布在整个系统中，并且是足够小。以至于每个RLC网络的延迟时间远小于信号的波长或者上升时间。我们称这种传输线模型为“分布模型”。在分布模型”中，我们使用了许多分布元件来描述电波传输的性能。第26页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*3.集总系统如果传输线的整体传输延迟时间较信号的上升时间来的短的话，则只需要一个RLC网络或是RC网络就可以代表整个电磁波的性能，我们称它为“集总模型”。在集总模型的环境里，电磁波的波长会远大于电路的物理尺寸，所以，可以将分布的一些小的电路元件集总起来就可以精确地描述电磁波的性能。集总模型直流模型最后，当电路进入“直流模型”的环境时，只需一个电阻或者一个零延迟时间的导线就足以代表电磁波的性能。4.直流系统第27页,共52页，2024年2月25日，星期天中国科大快电子学安琪*四种电性等效系统四种电性等效模型的分类与电磁波的波长（或信号的上升时间）相关，也与系统的几何尺寸相关。几何结构尺寸越小者越不容易进入“分布模型”领域，而尺寸越大者，例如印刷电路板，只要信号的上升时间小于10ns就会进入“分布模型”领域。而尺寸小者如芯片