第十三讲四端口器件
量子霍尔 四端口 测量
量子霍尔四端口测量
量子霍尔效应是一种在二维电子气体中出现的奇特的电导现象。
在量子霍尔效应中，当在垂直于电流方向施加一个外加磁场时，电子在电场作用下集体运动，导致电子在横向方向上出现分离。
这导致了材料的纵向电阻为零，同时在横向方向上形成了一个电流，即霍尔电流。
量子霍尔效应可通过四端口测量来检测。
四端口测量是一种通过测量材料的电压和电流来确定其电导性质的方法。
在量子霍尔效应的四端口测量中，一个电流被施加到材料的两个端口上，而电压则被测量在另外两个端口上。
通过测量电流和电压的关系，可以确定材料的电导率以及量子霍尔效应的表现。
在四端口测量中，电流和电压的测量需要非常高的准确性和稳定性，因为小的测量误差可能导致结果的不准确或不可靠。
此外，实验条件需要保持稳定，以确保得到可重复和一致的结果。
通过四端口测量，可以研究材料的电导特性，并进一步探索量子霍尔效应的性质。
四路逻辑或门芯片
四路逻辑或门芯片是一种常用的数字集成电路，用于实现多个输入端的逻辑或运算。
这种芯片通常具有四个输入端和两个输出端，其中一个输出端表示所有输入为逻辑高电平（真）时的结果，另一个输出端表示至少一个输入为逻辑低电平（假）时的结果。
对于四路逻辑或门芯片的设计和应用，我们需要考虑以下几个关键因素：设计：1. 输入和输出结构：四路逻辑或门芯片通常采用CMOS（互补金属氧化物半导体）或TTL（双极型）等电子技术制成，具有四个独立的与非门作为基本单元。
每个输入端与一个与非门相连，输出端则通过另一个与非门产生结果。
2. 逻辑功能：该芯片实现了逻辑或运算，即当所有输入均为高电平时，输出为高电平；而只要有一个输入为低电平，输出即为低电平。
这种设计使得该芯片在许多数字系统中都有应用，例如在多路复用器、计数器、优先级队列等场景中。
3. 抗干扰能力：四路逻辑或门芯片具有较强的抗干扰能力，能够有效地过滤掉电路中的噪声和干扰信号，提高系统的稳定性和可靠性。
应用：1. 数字系统：四路逻辑或门芯片在数字系统中被广泛应用，例如在微处理器、数字信号处理器、计算机主板等电路中。
它可以简化数字系统的设计，提高系统的可靠性和稳定性。
2. 通信设备：在通信设备中，四路逻辑或门芯片可用于实现多路复用和信号选择，提高通信效率和带宽利用率。
3. 传感器接口：四路逻辑或门芯片可以与各种传感器接口配合使用，实现传感器信号的逻辑选择和传输。
例如，它可以用于选择多个传感器中的一个或多个，并根据需要传输相应的信号。
总的来说，四路逻辑或门芯片在许多数字系统和应用中都具有广泛的应用价值。
它具有简单、可靠、高效等优点，是数字电路设计中不可或缺的一部分。
然而，在实际应用中，我们还需要根据具体系统的需求和环境条件来选择合适的四路逻辑或门芯片，并进行合理的电路设计和布线，以确保系统的性能和稳定性。
最后，值得注意的是，虽然我们在这里讨论了四路逻辑或门芯片的特性和应用，但实际上还有许多其他类型的数字集成电路可供选择，具体选择哪种芯片取决于系统的具体需求和限制。
四ODN器件PPT学习教案
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馈线光缆的的测试仪表-OTDR
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馈线光缆的的测试仪表-OTDR
➢ 光时域反射仪OTDR（ Optical Time Domain Reflectometer ）是光缆线路施工 和维护中常用的光纤测试仪表，可测量光纤 的插入损耗、反射损耗、光纤链路损耗、光 纤的长度和光纤的后向散射曲线。
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活动链接器与测试
名称
连接点
光分路器
单模光纤的衰减
类型
快速链接器 冷接 溶接 活动连接 1：32 （PLC）
1310 nm波长
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平均损耗（dB）
<0.5 ≤0.2 ≤0.08 ≤0.3 ≤17
0.35 dB/Km
皮线光缆
➢ 皮线光缆：从光分路器到用户ONT之间的用户光缆，有室内和室外两种，是 一种采用小弯曲半径光纤，具有低烟无卤阻燃特性外护套的非金属光缆，适 用于室内暗管、线槽、钉固等敷设方式。
➢ 光缆分光分纤盒可以壁挂、壁嵌、架空安装.
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➢ 光缆分光分纤盒的型号由中国电信企业标准 标识、设备标识、特征位、场景位、型式位、 规格位组成，如下所示：
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馈线光缆的的测试仪表-OTDR
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OTDR测试
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MODF架的组成
➢ MODF 由连接外线光缆的直列侧、连接光 通信设备的横列侧配线架组成，两者可以是
➢ 两个独立的光纤配线架，也可以采用一体架 结构。MODF 主要由机架顶座、底座、骨 架、
➢ 门（需要时）、光缆固定开剥单元、直列模 块和跳纤收容单元、横列模块、水平走线槽 及附
光学耦合的四端器件
光学耦合的四端器件
光学耦合的四端器件是指具有四个输入/输出端口，并且利用
光学信号进行耦合和传输的器件。
光学耦合器件通常基于光纤、波导或其他光学结构，并利用光学现象如全反射、透射、散射等来实现信号的传输和耦合。
以下是几个常见的光学耦合的四端器件：
1. 光学开关：光学开关是一种能够通过光信号来控制光路的器件，常用于光纤通信系统中的光交换、切换和保护等应用。
光学开关有多种类型，包括机械式、液晶式、MEMS等。
2. 光学分路器/耦合器：光学分路器/耦合器可以将一个输入光
信号分为多个输出，或将多个输入光信号耦合合并为一个输出。
光学分路器/耦合器常用于光纤通信系统中的信号分配、合并
和分光等应用。
3. 光学干涉器件：光学干涉器件利用光的干涉原理，可以实现对光信号的调制、干涉和控制。
常见的光学干涉器件包括干涉滤波器、迈克尔逊干涉仪、马赫曾德干涉仪等。
4. 光学放大器：光学放大器是一种能够增强输入光信号强度的器件。
常见的光学放大器有光纤放大器、半导体激光器等，它们可以在光通信、光传感和激光器等领域中起到信号放大和放大的作用。
值得注意的是，光学耦合的四端器件常常需要与其他元件和设
备（如光源、探测器、调制器、光器件等）配合使用，以构建完整的光学系统或设备。
电路基础原理四端口网络的参数与分析
电路基础原理四端口网络的参数与分析电路是现代科技发展的重要基石，而四端口网络则是电路中的一种特殊结构。
在电子领域中，四端口网络被广泛应用于信号传输、滤波器设计、功率放大器等方面。
本文将从四端口网络的定义、参数与分析三个方面进行阐述。
**四端口网络的定义**四端口网络是指具有四个端口的电路系统，它的特点是可以独立地控制输入输出信号的流动。
在四端口网络中，通常定义输入端口为1、2，输出端口为3、4。
输入端和输出端之间通过传输矩阵或散射矩阵来描述信号的传输关系。
**四端口网络的参数**四端口网络中常用的参数包括传输矩阵、散射矩阵、输入阻抗、输出阻抗、传输增益等。
其中，传输矩阵是描述输入输出信号关系的重要参数，它可以通过简单的矩阵运算得到。
传输矩阵一般采用S参数表示，包括S11、S12、S21、S22四个分量，分别代表输入端口1与输出端口1之间的散射系数、输出端口1与输入端口2之间的散射系数等。
散射矩阵则描述了四端口网络的输入输出散射关系，它是衡量电路中电能反射与透射的重要工具。
散射矩阵的元素包括S11、S12、S21、S22，其物理意义与传输矩阵相近，都是表示电路中信号散射的程度。
输入阻抗和输出阻抗是指四端口网络在输入端和输出端的阻抗特性。
输入阻抗的值可以反映输入信号的匹配程度，阻抗匹配可以有效地减少信号的反射。
输出阻抗则决定了输出信号的能量转移效率，输出阻抗越小，能量转移越高。
传输增益是衡量四端口网络在信号传输过程中的增益效果。
传输增益可以通过传输矩阵的元素计算得到，它代表了输入信号与输出信号之间信号强度的比值。
传输增益越高，四端口网络的信号传输效果越好。
**四端口网络的分析**四端口网络的分析主要包括参数求解和频率响应分析两个方面。
参数求解是指通过实验或计算得到四端口网络的各种参数值，以便后续的电路设计与优化。
频率响应分析是指研究四端口网络在不同频率下的电路性能，例如信号损耗、频带宽度等。
在参数求解过程中，可以通过电路模型与电路分析软件进行计算和实验验证，得到传输矩阵、散射矩阵、输入输出阻抗等参数的具体数值。
四.功分器和定向耦合器的设计
C10logP P1320logS31
dB[S(3,1)]
• 隔离度： 隔离端口4的输出功率P4和输入端口1的输入功率P1之比：
I10logP P1 420logS41 dB[S(4,1)]
定向耦合器的基本原理
• 8-16GHz倍频程内定向度： S41/S31<-17dB
• 8-16GHz倍频程内隔离度： S41<-20dB
定向耦合器的仿真设计
建立耦合器设计的电路原理图
耦合端口
输入端口
直通端口
隔离端口
/4;f012GHz
定向耦合器的仿真设计
建立耦合器设计的电路原理图
耦合端口
输入端口
直通端口
功分器的设计、仿真、优化
设置完成的功分器电路图
功分器的设计、仿真、优化
开始仿真 全频段内隔离度未达指标，并且平坦度较差，需优化
功分器的设计、仿真、优化
电路优化
• 对阻抗匹配电路的优化---优化变量w2，lh
功分器的设计、仿真、优化
电路优化
• 优化仿真器和优化目标的设置—由于电路对称性，S(3,1)和S(3,3)不需优化
dB[S(2,1)]
C1310logP P 3 i 20logS13
dB[S(3,1)]
功分器的基本原理
功分器的基本指标
• 输出端口间的隔离度： 根据输出端口2的输出功率P2与输出端口3的输出功率P3之比计算
• 功分比：
C2310logP P2 320logS S1 12 3
• 定向耦合器属于无源微波器件，为四端口器件，分为：
隔离
耦合
4端口耦合器的原理
4端口耦合器的原理
4端口耦合器是一种用于无线通信系统和微波电路中的重要器件，它可以实现信号的分配、合并和耦合。
其原理是利用电磁场的
耦合效应，将输入信号分配到多个输出端口或者将多个输入信号合
并到一个输出端口。
4端口耦合器通常由多个耦合器元件组成，其中包括耦合环、
耦合槽、耦合线等。
当信号进入耦合器时，它们会通过耦合元件之
间的电磁耦合相互影响，从而实现信号的分配和合并。
通过调节耦
合元件的参数，可以实现不同的信号分配比例和相位调节，从而满
足不同的系统需求。
在实际应用中，4端口耦合器广泛应用于无线通信系统中的功
分器、合路器、分路器等功能模块中。
它可以实现多天线系统的信
号分配和合并，提高系统的覆盖范围和通信质量。
同时，4端口耦
合器还可以用于微波电路中的功率检测、网络分析和信号合成等应用，为无线通信和微波领域的研究和应用提供了重要支持。
总之，4端口耦合器作为一种重要的无线通信和微波电路器件，通过电磁耦合原理实现了信号的分配和合并，为无线通信系统和微
波电路的设计和应用提供了重要支持。
随着通信技术的不断发展，4端口耦合器的应用前景将更加广阔。
4端口环行器的工作原理
4端口环行器的工作原理
4端口环行器通常是指具有四个输入/输出端口的环行器（circulator）。
环行器是一种被广泛用于射频（Radio Frequency，RF）和微波系统中的无源器件，它具有在特定频率范围内引导信号流动的能力。
下面是4端口环行器的基本工作原理：
1.输入与输出端口的分配：4端口环行器通常有三个输入/输出
端口，分别标记为端口1、2、3，并有一个反射端口，标记为端口4。
端口1 上的信号在顺时针方向旋转到端口2，端口2 上的信号旋转到端口3，端口3 上的信号旋转到端口1。
反射端口4 则用于将信号反射回原来的端口。
2.非互斥传输：4端口环行器的一个关键特性是非互斥传输，即
它可以同时允许信号在两个方向上传输，而不会相互干扰。
例如，如果信号从端口1 输入，它可以旋转到端口2，并且在同一时间，如果有
信号从端口3 输入，它可以旋转到端口4。
3.旋转磁场：4端口环行器的工作类似于一个旋转磁场，通过不
同的端口引导信号。
这种工作原理使得环行器在射频和微波系统中可以用于一些特定的应用，如匹配网络、天线系统、雷达系统等。
4.应用：4端口环行器的典型应用包括将天线与发射器和接收器
分离、用于匹配网络以提高信号传输效率、在雷达系统中用于波束旋转等。
总的来说，4端口环行器是一种多功能的器件，通过其独特的信号引导特性，可以在无源的情况下实现信号的定向传输和反射。
四通道、161412位nanoDAC+，内置2ppm°C基准电压源和SPI接口
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第6.3章三端口元件
由上述E-T的特性有； S13 S 23 即输出等幅反相。 由无耗网络S矩阵的幺正性：
S11 S12 S13
2 2 2 2 2
1 1
S12 S11 S 23
2
(8.3-18a~c)
S13 S 23
2
2
1
* * * S11 S12 S12 S11 S13 S 23 0 * * S11 S13 S12 S 23 0 * * S12 S13 S11 S 23 0
性质3
无耗互易三端口网络的任意两个端口可以 实现匹配。
证明：假定互易网络的端口1和端口2为匹配端口
则
由幺正性可得：
0 S S12 S13
S12 0 S 23
S13 S 23 S 33
S13 S 23 S13 S 23 0 S12 S 33 1
性质 1
无耗互易三端口网络不可能完全匹配， 即是说三个端口不可能同时都匹配。
证明：假设三端口都匹配，则有Sii=0（i=1,2,3）
则散射矩阵为：
轾 S12 S13 0 犏 S [S ]= 犏21 0 S 23 犏 犏 S S 臌31 32 0
又由网络互易可知：Sij=Sji，即有S12=S21、S13=S31、 S23=S32，
1）T形接头
三端口网络若无耗，则不可能做到所有端口同时匹配。 若三个端口同时匹配，则网络必为有耗。
对于无耗T形接头，传输
线模型如图。
接头处将存在与不连续性
有关的边缘场和高次模，
故在接头附近有储能，用 jB表示。
若输入匹配，则：
1 1 1 Yin jB Z 01 Z 02 Z 0
保偏光纤四端口环形器结构
保偏光纤四端口环形器结构保偏光纤四端口环形器是一种用于分离偏振光的器件，通常用于光通信、光纤传感和光谱分析等领域。
该器件由四根保偏光纤构成，其中两根输入光纤（Input Ports），一根顺时针输出光纤（Clockwise Output Port）和一根逆时针输出光纤（Counterclockwise Output Port）。
整个结构由环形器芯和两个机械连接模块组成。
环形器芯环形器芯是保偏光纤四端口环形器的核心部件，主要由两个保偏光纤构成。
这两个保偏光纤在环形器芯内部环绕形成一个环形，两个保偏光纤之间通过偏振分束器将传输的光信号分成p极化和s极化两部分。
当p极化的光信号从输入端进入环形器芯后，会沿着环形器芯内部的结构一圈一圈地绕行，最终传输至与输入端垂直的顺时针输出端口。
相同的，当s极化的光信号从输入端进入环形器芯后，也会经过环形器芯内部的结构一圈一圈地绕行，最终传输至与输入端垂直的逆时针输出端口。
机械连接模块机械连接模块主要用于固定环形器芯和保偏光纤的连接，同时也确保输入端的光信号可以精确地转向环形器芯内部的结构。
该模块由两个金属制成，每个金属块上面有两个孔，可以将保偏光纤切割至所需长度，然后使之螺纹上金属块内的孔中，并通过紧固螺钉将光纤固定在金属块上。
当光纤固定在金属块上后，可以将其插入环形器芯内部，然后使用紧固螺钉将环形器芯固定在机械连接模块上。
通过这种连接方式，光纤和环形器芯的位置可以得到精确的对齐，并确保光信号的传输可以得到最佳的效果。
总体结构保偏光纤四端口环形器的总体结构由环形器芯和两个机械连接模块组成。
当输入信号通过机械连接模块后，可以进入环形器芯并依据其特殊的环路结构到达相应的输出端口。
通过这种结构，可以实现对光信号的有效分离和转换，从而满足不同光学分析和传输需求。
输入输出端口及四个引脚
输入输出端口MCS-51有32个输入/输出引脚，组成4个8位的并行I/O口，分别称为P0口、P1口、P2口和P3口，特殊功能寄存器P0、P1、P2和P3是它们的端口锁存器。
四个并行口既可以作为字节操作，也可以按位操作。
四个并行口都是双向口，既可以输入，也可以输出。
P1口P1口在四个并行I/O口中功能最为简单，图2-20为P1口1位的结构原理图，P1口的8个引脚结构是相同的锁存器的作用是锁存输出信息，P1口的8个锁存器组成特殊功能寄存器P1，场效应管V1与上拉电阻组成输出驱动器。
读引脚信号和读锁存器信号各自控制一个三态门。
P1口用作输出时，通过内部总线把要输出的数据（0或1）写入到P1口每个引脚的锁存器上。
如果输出的数据是0，则反相输出端Q 将场效应管V1打开，外部引脚上出现低电平；如果输出的数据是1，则反相输出端会使场效应管V1截止，由于内部上拉电阻的作用，外部引脚上出现高电平。
P1口用作输入时，P1口工作于读引脚状态。
假如P1的端口锁存器中为0，反相输出端Q将使场效应管V1始终打开，P1.x引脚将被箝位在低电平上，无法输入高电平。
所以在读取P1口或P1某一位的引脚状态前，用户程序必须在对应的端口锁存器里面写上1。
正因为如此，P1口也被称为准双向口。
P2口P2口除了可用作一般I/O口外，还可以用作高8位地址总线。
图2-21是P2口的1位结构原理图。
图中的模拟开关受内部控制信号的控制，用于选择P2口的工作状态。
模拟开关打在左边时，P2口用作一般I/O，此时和P1口的工作原理基本相同。
输出0时场效应管V1导通，外部引脚输出低电平；输出1时V1截止，由于存在内部上拉电阻，外部引脚输出高电平。
输入时必须保持端口锁存器的值为1，才能正常输入高电平。
输入也分为读引脚状态和读锁存器状态，与P1口相同。
当模拟开关打在右边时，P2口输出高8位的地址信息。
地址总线为单向总线，只能输出，不能输入。
P3口P3口除了可用作一般I/O外，每一个引脚都具有第二功能，详见表2-10。
保偏光纤四端口环形器结构
保偏光纤四端口环形器结构保偏光纤四端口环形器（Polarization-Maintaining Fiber Four-Port Circulator）是一种光学器件，用于在光纤通信系统中实现高性能传输。
保偏光纤环形器的主要结构包括光纤、波导和磁场。
本文将详细介绍保偏光纤四端口环形器的结构和工作原理。
保偏光纤四端口环形器是由四个入射口和四个出射口组成的。
每个入射口和出射口都连接到一个不同的单模光纤。
环形器的核心是一个由保偏光纤制成的圆环，其外部有波导包围。
波导的外部通常包裹有一层金属或磁性材料，用来产生轴向磁场。
在环形器的圆环中，有一段保偏光纤，它的保偏特性可使光信号在传输过程中保持一个固定的偏振方向。
当光信号通过保偏光纤四端口环形器时，根据其结构和工作原理，光信号将按照固定的方向进行传输。
具体来说，当光信号从入射口进入环形器时，其偏振方向将与环形器中的保偏光纤的偏振方向相匹配。
在环形器的内部，光信号将继续沿着环形器的保偏光纤进行传输，直到到达下一个出射口。
在出射口处，光信号将按照相应的方向离开环形器，进入连接的单模光纤。
保偏光纤四端口环形器的关键结构是环形的保偏光纤。
它通常由具有保偏特性的光纤制成，如偏振保持光纤（PM Fiber）。
保偏光纤是一种具有特殊结构的光纤，可保持光信号的偏振方向。
在保偏光纤的内部，纤芯的折射率是径向对称的，而纤芯外侧包裹着具有较低折射率的包层。
这样的结构可抑制光信号的模式间干涉，从而保持光信号的偏振状态不变。
除了保偏光纤之外，环形器的外围还包括波导和磁场。
波导通常由有机或无机材料制成，用来引导光信号沿着特定的路径传输。
波导的外部被金属或磁性材料包裹，以形成一个轴向磁场。
磁场的作用是使光信号在环形器的内部保持一个固定的方向传输。
这样，当光信号通过环形器时，其传输方向将不受外界干扰的影响而保持不变。
在光纤通信系统中，保偏光纤四端口环形器被广泛应用于光纤耦合、信号传输和检测等方面。
第四章多端元件电路
第四章 多端元件电路4.1 常用多端元件的模型多端元件指超过三个引出端子的元件。
实际上，常用多端元件一般指四端元件，含多个引出端子的复杂集成电路通常不在考虑之列。
四端元件即二端口元件，凡含一个输入端口、一个输出端口和元件均属此类。
一般的二端口元件有下列几种。
一、四种类型的受控源（1）电压控制电压源。
其模型如图 4.1-1所示，定义为)(,0121v f v i ==，其中11:E E f →为连续函数。
图4.1-1 电压控制电压源（2）电压控制电流源。
其模型如图 4.1-2所示，定义为)(,0121v f v i ==，其中11:E E f →为连续函数。
图4.1-2 电压控制电流源（3）电流控制电压源。
其模型如图4.1-3所示，定义为)(,0121i f v v ==其中11:EE f →为连续函数，图4.1-3 电流控制电压源（4）电流控制电流源。
其模型如图4.1-4所示。
定义为)(,0121i f i v ==，其中11:E E f →为连续函数。
图4.1-4 电流控制电流源这四种受控源的定义式可直接写入基尔霍夫电流及电压方程中进行计算，亦可直接代入SPICE 程序中进行运算。
二、运算放大器（1）理想运算放大器。
其外特性原理图如图4.1-5所示。
定义为0,011==v i ，2i 与2v 之间的关系由接在输出端口的负载决定。
其模型可以方便地用两种人造二端元件实现。
这两种元件是全零器（nullator ），或称零子及无定器（norrtor ），或称极子。
它们的标志分别如图4.1-6（a ）和（b ）所示。
全零器的定义为0,0==v i 。
无定器的定义为：v i 、均可为任意值（即无定），完全取决于电路中其他元件及基尔霍夫定律。
图4.1-5 理想运算放大器 图4.1-6 两种人造二端器件（a ）全零器（b ）无定器用全零器和无定器实现的理想运算放大器的模型如图4.1-7所示。
显然，这个模型完全体现了理想运算放大器的定义式。
四线SPI通信基本知识,以及菊花链模式
四线SPI通信基本知识，以及菊花链模式今天分享的主要内容是来自于ADI公司的SPI知识学习，SPI算是嵌入式开发中最常用的通信方式之一，而大部分嵌入式软件工程师常常更关注于上层软件的开发，容易忘却底层的一些信号格式等，而一旦通信发生点啥问题，往往那是一个措手不及，所以文本作为SPI 接口的重温与巩固是再合适不过了。
串行外设接口(SPI)是微控制器和外围IC（如传感器、ADC、DAC、移位寄存器、SRAM等）之间使用最广泛的接口之一。
本文先简要说明SPI接口，然后介绍ADI公司支持SPI的模拟开关与多路转换器，以及它们如何帮助减少系统电路板设计中的数字GPIO数量。
SPI是一种同步、全双工、主从式接口。
来自主机或从机的数据在时钟上升沿或下降沿同步。
主机和从机可以同时传输数据。
SPI接口可以是3线式或4线式。
本文重点介绍常用的4线SPI接口。
图1.含主机和从机的SPI配置4线SPI器件有四个信号：►时钟（SPICLK，SCLK）►片选(CS)►主机输出、从机输入(MOSI)►主机输入、从机输出(MISO)产生时钟信号的器件称为主机。
主机和从机之间传输的数据与主机产生的时钟同步。
同I2C接口相比，SPI器件支持更高的时钟频率。
用户应查阅产品数据手册以了解SPI接口的时钟频率规格。
SPI接口只能有一个主机，但可以有一个或多个从机。
图1显示了主机和从机之间的SPI连接。
来自主机的片选信号用于选择从机。
这通常是一个低电平有效信号，拉高时从机与SPI总线断开连接。
当使用多个从机时，主机需要为每个从机提供单独的片选信号。
本文中的片选信号始终是低电平有效信号。
MOSI和MISO是数据线。
MOSI将数据从主机发送到从机，MISO 将数据从从机发送到主机。
数据传输要开始SPI通信，主机必须发送时钟信号，并通过使能CS信号选择从机。
片选通常是低电平有效信号。
因此，主机必须在该信号上发送逻辑0以选择从机。
SPI是全双工接口，主机和从机可以分别通过MOSI和MISO线路同时发送数据。
第十三讲 四端口器件
灵敏测量
图 31-1 31-
谐振腔应用
谐振频率ω0
传输线x 方向是驻波， 传输线x、y方向是驻波，而z方向假定是行波。 方向假定是行波。 谐振腔x、y、z方向均是驻波。 方向均是驻波。
传
y
输
线
谐
y
振
腔
-z
-z
0
x
x 0
d2E 2 + kx E = 0 2 dx d2E 2 + ky E = 0 2 dy d2E + β2 E = 0 2 dz 2 2 2 kx + ky = kz
定向耦合器的网络参数
两端口匹配
S11 = S22 = 0
S11 S12 S13 S14 S S11 S14 S13 12 [S] = S13 S14 S11 S12 S14 S13 S12 S11
0 S12 S13 S14 S 12 0 S14 S13 [S] = S13 S14 0 S12 S14 S13 S12 0
(31(31-28)
矩形腔TE101模的场和λ0
由于
2π π π 2 2 2 k = = kx + ky + kz = + a l λ0
2 2 2 2
可知
(31(31-29) a2 + l 2 其场结构如图31 所示。值得提出：如果是TE 31其场结构如图31-6所示。值得提出：如果是TE10p模， l 即可， 只要作代换 即可，这时有 l ′ = →l p
谐振腔简介
Rectangular Resonator
如果说微波传输线充当低频的R、L、C部件，那 部件， 么微波谐振腔相当于低频振荡电路。这是振荡器、 么微波谐振腔相当于低频振荡电路。这是振荡器、 滤波器和耦合器应用中所必须涉及的。 滤波器和耦合器应用中所必须涉及的。
4个管脚的二极管
4个管脚的二极管二极管是一种电子元件，具有正向导通和反向截止的特性。
在实际应用中，二极管通常有不同的封装形式，其中最常见的是具有4个管脚的二极管。
这种二极管常被称为二极管桥、整流桥等。
本文将分步骤阐述4个管脚的二极管的作用和使用方法。
1. 确认管脚引脚布局在使用4个管脚的二极管之前，首先需要确认管脚引脚布局。
一般来说，4个管脚的二极管具有两对不同长度的管脚。
其中一对管脚为输入端（IN+和IN-），另一对管脚为输出端（OUT+和OUT-）。
确认引脚布局的目的是为了正确地将二极管连接到电路中，避免出现连接错误的情况。
2. 接线连接将输入端（IN+和IN-）连接到直流电源上，在连接时需要注意电源的电压与电路的要求，并根据需要进行恒流或限流处理。
将输出端（OUT+和OUT-）连接到负载上，负载可以是灯泡、功率放大器或其他电器。
3. 电流流向在正常情况下，电流应该从IN+流入二极管，在OUT+端流出。
而在反向的情况下，电流应该被截止，不允许从IN+到OUT+流通。
同时，在输入端进行正负电压的变化时，输出端也会跟随变化。
因为4个管脚的二极管是一种特殊的二极管，可以实现正反两个方向的电流导通，所以常常被用来作为电桥、沟道等电路中的关键元器件。
4. 应用范围4个管脚的二极管可以用于家用电器、机械装备等多种领域，用于转换电能、稳定电压等作用。
在发明通讯、航空航天等高科技领域中，4个管脚的二极管也是不可缺少的核心元器件。
总的来说，4个管脚的二极管具有很高的实用价值，可以实现多种电路的转换和控制。
然而在使用时，需要正确选择器件型号和处理电路的参数，避免电路故障和损坏。
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P4
S41
输入驻波： 频带宽度
1 S11
1 S11
定向耦合器的网络参数
S11 S12 S13 S14
[S
]
S21
S22
S23
S24
S31 S41
S32 S42
S33 S43
S34 S44
定向耦合器的网络参数
互易
[S]T [S]
孔阵定向耦合器
典型定向耦合器
波导定向耦合器
(1)耦合度 C 20log | S31 |
dB
(2)定向性 D 20log S31 dB
一般耦合度 20 dB, S4110 dB, 6 dB,
一般定向性 30～40 dB 愈大愈好。
3 dB
魔T元件
魔Ｔ特性可以看作是E-T和H-T的结合，也可能看
[
S
]
S12
S11
S14
S13
S13 S14
S14 S13
S11 S12
S12 S11
定向耦合器的网络参数
两端口匹配 S11 S22 0
S11 S12 S13 S14
[S
]
S12
S11
S14
S13
S13 S14
S14 S13
作是特殊的3dB桥。
0 0 1 1 [S] 1 0 0 1 1
2 1 1 0 0 1 1 0 0
魔T
魔T
在双T结构中3 4 端口匹配，又称为匹配双T
S33 S44 0，由对称性可知：S11 S22 S24 S14 S23 S13
S11 S12 S13 S14
0
1
0
0
S13 S14
S13 S14
0 0
0 0
S13 S14
S13 S14
0 0
0 0 0 1 0
0
0 0 0 1
3行3列
4行4列
1行1列
| S13 |2 | S13 |2 1 | S14 |2 | S14 |2 1
定向耦合器的网络参数
0 S12 S13 0 0 j 0
[S
]
S12
0
0
S13
0
0
j
S13 0
0 S13
0 S12
S12 0
j
0
0
j
0
0
定向耦合器的网络参数
反定向
S13 0
S| 1S*21S21|42
k
2 z
2
y -z
x 0
d2E dx 2
k
2 x
E
0
d2E dy 2
k
2 y
E
0
d2E dz 2
k
2 x
E
0
k2
k
2 x
k
2 y
k
2 z
谐振频率0
可见,谐振腔在三个方向都是纯驻波，而传输线kc 是二维谐振。
传输线—二维 kc
传输腔—三维 k
图 31-3 二维谐振和三维谐振
| S14 0 0
|2
1
S1*2S13 S12S1*3 0
S12, S13, S14必须有一个为0
定向耦合器的网络参数
正定向
S14 0
S| 1S*21S21|32
| S13 |2 S12S1*3
1 0
S12
S13
| |
S12 S13
S13 1 2
S14 1 2
| S11 |2 | S12 |2 | S13 |2 | S14 |2 1 | S11 |2 | S12 |2 0 | S11 |2 0，| S12 |2 0
魔T元件
［例2］1端输入时 3，4同相输出，2 端口隔离 2端输入时 3，4反相输出，1端口隔离
j
E0
0
2a
sin
x
a
cos
z
l
Hz
j
E0
0
2a
cos
x
a
sin
l
z
(31-28)
矩形腔TE101模的场和λ0
由于
k2
2 0
பைடு நூலகம்
2
kx2
k
2 y
kz2
a
2
l
2
定向耦合器简介
1端口输入的能量在2，3 端口输出，4 端口隔离 功率分配 信号监测 频率、频谱测量
定向耦合器分类
传输线种类：波导、同轴线、微带 耦合方式：分支线耦合、平行耦合、小孔耦合 耦合方向：正定向、反定向
定向耦合器的技术指标
耦合度：输入端输入功率/耦合端输出功率
3dB为强定向耦合（功分器） 20-30dB为弱定向耦合（测量）
2
2，4 端口输出功率之和为1端口输入功率。两
个非隔离端口输出相位相差 / 2 令:S12 ,S14 j
定向耦合器的网络参数
0 S12 0 S14 0 0 j
[S
]
S12
0 S14
0
0
j
0
0
S14
S14 0
0 S12
S12 0
| |
e j12 e j13
| S12 |2 | S13 |2 1
e
j13
12
e-j13 12
0
cos 13
12
0,13
12
2
2，3 端口输出功率之和为1端口输入功率。两
个非隔离端口输出相位相差 / 2 令:S12 ,S13 j
S12 S21, S13 S31, S14 S41, S23 S32 , S24 S42 , S34 S43,
S11 S12 S13 S14
[S
]
S12
S22
S23
S24
S13 S14
S23 S24
S33 S34
S34 S44
定向耦合器的网络参数
选频
谐振腔
滤波
灵敏测量
波长计
图 31-1 谐振腔应用
介质抽量
谐振频率0
传输线x、y方向是驻波，而z方向假定是行波。 谐振腔x、y、z方向均是驻波。
传输线
谐振腔
y -z
x 0
d2E dx 2
k
2 x
E
0
d2E dy 2
k
2 y
E
0
d2E dz 2
2E
0
k
2 x
k
2 y
k
2 z
k2
C 10 log( P1 ) P3
P1
1 2
a1
2
, P3
1 2
b3
2
C 10 log( S31 2 )
隔离度：输入端输入功率/隔离端输出功率
D
10
log(
P1 P4
)
10
log(
S41
2
)
定向耦合器的技术指标
定向系数：耦合端输出功率/隔离端输出功率
2
D 10 log( P3 ) 10 log( S31 ) D C
[S
]
S12
S11
S13
S14
S13 S14
S13 S14
0 0
0
0
定向耦合器的网络参数
无耗 [S]T [S] I
S11
S12
S13
S14 S11
S12
S13
S14
*
1
00
0
S12
S11
S13
S14
S12
S11
S13
S14
需要注意的是，4端口的相位正负要相对传输线方向 选择
3端输入时 1，2反相输出，4端口隔离 4端输入时 1，2同相输出，3 端口隔离
谐振腔简介
Rectangular Resonator
如果说微波传输线充当低频的R、L、C部件，那
么微波谐振腔相当于低频振荡电路。这是振荡器、 滤波器和耦合器应用中所必须涉及的。
矩形腔TE101模的场和λ0
矩形腔TE101模是最基本而重要的模式，它是由传 输线TE10模在z方向加两块短路板而构成的金属封闭 盒。
图 31-5 矩形TE101模
矩形腔TE101模的场和λ0
归纳起来TE101模的场
Ey