1). Трассы между логическими вентилями

В нашем случае ():

;:

;

;;

.

Учитывая, что и, получим:

где

Тракт моделируется

емкостью!

Почему не имеет значения индуктивность тракта?

Магнитная энергия в линии связи много меньше электрической.

Если согласоватьлинию на конце, то задержка сигнала снизится до !

Но во столько же раз увеличится рассеяная мощность сигнала:

Линию согласовывают только во внешних(по отношению к ИС) трактах, емкость которых очень велика.

Выходной каскад ЭСЛ:

Достаточно согласовать линию

только на конце— отраженный

сигнал не придет.

2). Трассы шин

Иногда необходимо передавать сигналы через очень длинные шины (например, тактовые импульсы в цифровых ИС синхронного типа). Для снижения задержки распространения сигнала () используются мощныедрайверы шинс низким выходным сопротивлением.

Положим, что (), а сигналимеет форму ступенчатого перепада напряжения.

В предельном случае ,,и из (2.8.1) - (2.8.3) получим:

;

, где .

Учитывая, что и, получим:

где.

На практике перепады напряжения сглажены конечными фронтами импульсов и реактивной нагрузкой.

Длительность переходных процессов определяется большей из постоянных времени и:

.

При согласованной нагрузке сигнал распространяется по тракту со скоростью света

(1см 100пс).

В ИМС на основе сверхпроводящих элементов Джозефсона Ом. Тракты соединений можно выполнять в виде микрополосковых линий сОм, а перед нагрузкой включать резисторыОм.

3. Резонаторы и антенны

3.1. Резонаторы свч

Резонатор— устройство, в котором могут существоватьсобственные колебения электромагнитного поля. Эти колебания не связаны с переносом энергии в пространстве (групповая скорость равна нулю). В резонаторах происходит периодическое перекачивание электрической энергии в магнитную и обратно нарезонансной частоте. Если нет потерь, полная энергия колебаний.

Основная характеристика резонатора — добротность:

,

где — потеря энергии за период. Для поддержаниянезатухающих колебаний потери необходимо компенсировать подкачкой в резонатор энергии .

Частотная характеристика резонатора:

—полоса частотрезонатора.

Для простых резонаторов

.

В общем случае

.

В оптикерезонаторы представляют собойсистему зеркал. Простейший тип резонатора — 2 параллельных зеркала (например, в лазере). Между ними могут существовать собственные колебания в виде стоячих волн. Расстояние между зеркаламидолжно составлять целое число полуволн на резонансной частоте:

.

Это число очень велико (обычно > 10⁴ - 10⁵). Принет необходимости точно подбирать— резонатор «подстроится сам». Потери: неполное отражение от зеркал и поглощение света средой (мнимая часть).

.

В электротехникерезонатор — -контур.

Электрическое и магнитное поля

сосредоточены в разных местах.

Электрическая и магнитная

энергия излучается. В тороидальной катушке с большим значением и в конденсаторе с большим значением — меньше. Но на высокой частоте такие материалы работают плохо.

На очень высокой частоте оба элемента контура работают плохо:

• импеданс дросселя шунтируется межвитковой емкостью;

• к импедансу конденсатора добавляется импеданс паразитной индуктивности;

• возрастают потери на излучение.

, где

- волновое сопротивление контура,— сопротивление потерь.

В технике СВЧрезонатор —полость.

Цилиндрическая полость

— нулевая функция Бесселя

(цилиндрический аналог синуса).

По вертикальным стенкам течет ток скачок магнитного поля.

Электрическое и магнитное поля не разнесены в пространстве.

!!!

Это стоячая волна.