一個(gè)鏈路系統(tǒng)一般有4大部分：源端；傳輸線；負(fù)載或接收端；電源。傳輸線是整個(gè)系統(tǒng)不可缺少的部分。

之前對(duì)傳輸線的認(rèn)知，是源于藍(lán)皮書(shū)的一句描述：

傳輸線是用于信號(hào)傳輸，不是一根線而且是兩根線，要特別關(guān)注返回路徑。

就是這些概念，后來(lái)遇到了一些困惑：射頻和雷達(dá)的信號(hào)怎么傳輸？

直到重新學(xué)習(xí)基礎(chǔ)理論，看到相關(guān)資料，將EM（ElectroMagnetic）融入進(jìn)來(lái)，才發(fā)現(xiàn)認(rèn)知上的狹隘。

這里將傳輸線的定義應(yīng)該理解為：

傳輸線是將能量以電磁場(chǎng)的形式從一個(gè)地方傳導(dǎo)到另一個(gè)地方的任何一對(duì)導(dǎo)體。

那怎么理解雷達(dá)和射頻？

為了傳遞電壓波形，有必要以電磁波的形式產(chǎn)生和發(fā)送能量，無(wú)論是沿著傳輸線還是通過(guò)空間。

狹義點(diǎn)講傳輸線是用于信號(hào)傳遞，廣義點(diǎn)講傳輸線是用于能量傳遞。換句話說(shuō)：傳輸線解決的是能量傳遞的問(wèn)題，而不單單是信號(hào)。

為了便于理解能量傳遞，下圖給出的是機(jī)械傳輸線。電磁傳輸線的行為方式與其很相似。能量在各個(gè)小球中傳遞，正如電磁場(chǎng)在傳輸線上的運(yùn)動(dòng)。

同樣，上圖也可以說(shuō)明，為什么要在傳輸線要做端接匹配？

能量是需要消耗的，不解決上面右圖中球反彈的能量，能量就會(huì)反彈。而傳輸線中，不需要這種反射，要么在源端串聯(lián)電阻，要么在負(fù)載端并聯(lián)電阻，吸收掉能量，這也就是端接匹配的原因。

阻抗變化，產(chǎn)生反射，就會(huì)降低信號(hào)質(zhì)量。為了將信號(hào)衰減保持在合理的范圍內(nèi)，傳輸線所有部分的阻抗必須保持在使用電路公差確定的范圍內(nèi)。這就是所謂的控制阻抗，反焊盤(pán)，轉(zhuǎn)換層面的回流孔等就是用來(lái)管控的。

廣義點(diǎn)來(lái)說(shuō)，在整個(gè)傳輸線系統(tǒng)中，阻抗不連續(xù)，連接器或者過(guò)孔等寄生效應(yīng)，各種噪聲耦合等等，都可以看成傳輸線的一部分，而每部分都有一定的容差。允許的公差范圍，可以容許能量的微量損耗，確保所發(fā)送的信號(hào)不會(huì)因反射、損耗和噪聲而過(guò)度失真，保證信號(hào)完整性。

理解完傳輸線基本概念問(wèn)題，我們?cè)僬f(shuō)說(shuō)“電流和電流回路”的說(shuō)法？

如果用電流或電流回路來(lái)描述信號(hào)發(fā)生了什么，就無(wú)法解釋信號(hào)行為。這是為什么？

當(dāng)能量在傳輸線上或空間中從一個(gè)地方移動(dòng)到另一個(gè)地方時(shí)，它就以電磁場(chǎng)的形式移動(dòng)。重要的是要記住，當(dāng)能量被傳輸時(shí)，電場(chǎng)和磁場(chǎng)總是存在的。電磁場(chǎng)又可以產(chǎn)生電流，所以電流是電磁場(chǎng)存在的一種結(jié)果或者說(shuō)是外在表現(xiàn)方式。

傳輸線類(lèi)型中，電源線是藍(lán)皮書(shū)沒(méi)有提及的。需要注意的是電源線（Power Line）是傳輸線，但又有不同。電源線是輸送能量，其他的理解為傳輸電磁能量，而電源線是向傳輸線輸送能量。當(dāng)然只要是能量運(yùn)動(dòng)，都可以用麥克斯韋方程來(lái)描述和分析。

不管是射頻/微波或模擬還是數(shù)字電路，看似不同的，但實(shí)際上，它們是相同的，三者都依賴(lài)電壓波形來(lái)傳遞信息，都需要電磁場(chǎng)將電壓波形從源或驅(qū)動(dòng)器傳播到接收器。唯一的不同是需要不同的規(guī)則來(lái)管控它們。

最后，給出Designcon2021 里面有一篇如何有效提高PCB設(shè)計(jì)性能的文章中提到的一個(gè)問(wèn)題：

異曲同工，想明白這個(gè)問(wèn)題，就搞清楚了今天所說(shuō)的這些。


審核編輯：劉清