
了解失配损耗对有损贯通的影响,通过固定衰减器减少失配损耗的格式,以及此差错的统计模子。
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失配损耗(ML)表征了RF信号旅途中的多个阻抗不一语气性怎样导致功率损耗,并缺乏咱们在电路中的两点之间进行有用的功率传输。
在本文中,咱们将当先计划失配损耗对有损贯通的影响。接下来,咱们将探讨一种通过固定衰减器减少失配损耗的浅近格式,并最终探讨该差错的统计模子。
处理无损耗贯通时的失配损耗
在本系列的前一篇著作中,咱们了解了失配损耗对级联放大器增益的影响(图1)。
图1示例图暴露了通过带状线结合的两个放大器在这种情况下,放大器1的输出阻抗和放大器2的输入阻抗与贯通的特点阻抗不匹配。由于波反射,部分RF能量无法传递到放大器2的输入端。功率损耗如方程式1所示:
方程式1上述方程对应于传输线是无损的(增益为1或0dB)的情况。关联词,在扩充中,该线推崇出一些衰减。
贯通衰减司帐
让咱们假定贯通电压衰减的幅度是Ac,其中Ac是线性的,而不是分贝,何况值小于1。图2阐述了沿正向(a1)传播的电压波怎样受到贯通衰减的影响。
图2暴露了正向传播的电压波怎样受到贯通衰减的影响当信号从A点传播到点B时,它会衰减Ac倍。然后,信号在B点遭遇阻抗不一语气性,反射信号会资历稀奇的Γ2衰减。此时,总衰减扫数为Γ2Ac。临了,信号以稀奇的衰减Ac沿贯通朝上传播到点A。通过比较点A处的入射和反射信号,从点A看向贯通的有用反射扫数的大小计较如下:
方程式2将此成果代入方程1,咱们获取衰减为Ac的电缆的失配损耗:
方程式3示例1:查找最小和最大失配损耗
假定在匹配的环境中,传输线的标称衰减为2 dB。若是|Γ1|≤0.5且|Γ2|≤0.33,失配引起的损耗的最大值和最小值是若干?
咱们当先需要找到线性衰减因子:

将Ac=0.794、Γ1=0.5和Γ2=0.33代入方程3,ML的最大值和最小值永诀为MLmax=0.859 dB和MLmin=-0.954 dB。0.954dB的负损耗施行上线路功率增益。咱们当今不错使用这些值来找到贯通的等效损耗。咱们知说念贯通的标称损耗为2dB。由于反射,可能会产生0.859 dB的稀奇损耗或0.954 dB的增益。因此,贯通的最大损耗为2.859 dB,最小损耗为1.046 dB。
此外,咱们还不错说贯通的最大增益为-1.046dB,贯通的最小增益为-2.859dB。若是放大器1和2的换能器增益为G1和G2,则级联的总增益不错在G1+G2-2.859 dB和G1+G2-1.049 dB之间变化。
通过衰减器减少失配不笃定性
上述计划使咱们找到了一种减少失配不笃定性(MU)的通用科罚决策。比较方程1和3,咱们不雅察到贯通的衰减因子有用地镌汰了反射扫数。雷同,咱们不错额外添加一个匹配的固定衰减器来扼制反射波。如图3所示。
图3暴露添加匹配的固定衰减器怎样扼制反射波的线路图衰减器输入端的反射扫数大小为:

在这种情况下,MU是:
若是需要,咱们还不错在贯通的输入端口添加一个固定衰减器,如下图4所示。
图4贯通端口添加了固定衰减器的线路图贯通输入端的反射扫数为:

因此,在两个衰减器齐到位的情况下,MU为:
方程式4示例2:探索衰减器的失配不笃定性
RF线的输入和输出处的反射扫数永诀为0.3和0.4,如下所示。
图5暴露RF线ΓS和ΓL的输入和输出的示例图这种成立中的不匹配不笃定性是什么?若是咱们在贯通的输入和输出端插入两个3-dB衰减器,新的失配不笃定性是什么?
若是莫得衰减器,咱们有:

关于3-dB衰减器,衰减器的输入输出电压比为:

使用方程式4,咱们发现两个衰减器成立的失配不笃定性:

如您所见,衰减器权贵镌汰了失配的不笃定性。
潜藏垫——讹诈和其他议论要素
用于缩小阻抗失配的衰减器巧合被称为“焊盘”、“掩模焊盘”或“匹配焊盘”。可是,请记取,“匹配焊板”一词也用于在75Ω和50Ω之间调度的阻抗调度焊盘,这些是不同的建立。
屏蔽垫频繁用于RF信号旅途中,以使测量愈加可靠和可展望。插入屏蔽垫的最好位置是阻抗匹配最差或变化最大的点。掩模垫的一个常见讹诈是RF步进衰减器(图6)。
图6示例讹诈暴露了在RF步进衰减器中使用掩模垫。图片由Fluke提供在上图所示的示例中,步进衰减器在输入和输出端口齐装配了3-dB屏蔽垫,以确保步进衰减器的不同树立推崇出恒定、明确的匹配。使用装潢垫的主要症结是衰减器也镌汰了所需信号的幅度。这不错使所需的信号更接近噪声基底。举例,使用单个3dB衰减器,给定负载的回波损耗理思地栽种了6dB;正向行波的振幅也减小了3dB。
还不错使用匹配辘集来完结所需的阻抗匹配,而不会权贵衰减所需的信号。关联词,与匹配辘集比较,装潢垫的一个主要优点是,装潢垫不错在指定的频率界限内提供平坦的频率反应。举例,低值衰减器在直流至18 GHz频率界限内的衰减变化可能为±0.2 dB。关于频繁在窄频率界限内提供阻抗匹配的阻抗匹配辘集来说,情况并非如斯。
不匹配不笃定性图
磋磨失配不笃定性怎样随Γ1和Γ2而变化是故意的。如图7所示,该图摘自Keysight讹诈要领阐述。
图7暴露不匹配不笃定性变化的图。图片由Keysight提供这些图暴露了MU的变化,单元为±dB。举例,当Γ1=Γ2=0.05时,咱们知说念失配不笃定性约为±0.021 dB,这与上述图集一致。这里的进击不雅察成果是,通过使反射扫数之一充足低,咱们不错汗漫失配不笃定性。举例,当Γ1=0.05(对应VSWR为1.1)时,即使Γ2=0.5(或VSWR为3),失配不笃定性也保执在±0.2 dB以下。举例,议论射频功率测量讹诈。若是您遴荐具有低VSWR的功率传感器,您不错确保笔据传感器的VSWR有多低(无论电源的VSWR怎样)在一定过程上汗漫了失配不笃定性。
不匹配不笃定性的统计模子
在上述计划中,咱们只议论了失配不笃定性的上限和下限。诚然这让咱们了解了电路中最坏情况的不笃定性,但有一个差错的统计模子是有用的。我上头提到的Keysight讹诈阐述追思了不错议论用于失配不笃定性的不同概率密度函数(PDF)。为了找到MU的PDF,议论了Γ1和Γ2的三种不同散布,如图8所示。
图8示例暴露了Γ1和Γ2的三种不同散布。图片由Keysight提供结合这些散布,咱们发现了六种不同的PDF函数用于失配不笃定性。举例,假定Γ1和Γ2齐具有环散布(图8(b)),MU具有无人不晓的U形散布,如图9所示。
图9暴露MU怎样呈U形散布的示例图。图片由Keysight提供这些统计模子使咱们大略猜度失配不笃定性的圭臬偏差。关系更多信息,请参阅本文前边麇集的Keysight文档。
射频缱绻和失配不笃定性
在缱绻级联射频模块或进行射频测量时开云kaiyun官方网站,失配不笃定性是一个需要议论的进击要素。镌汰失配不笃定性的一种常见格式是在失配阻抗之前舍弃一个匹配的衰减器。在处理这个差错时,咱们有好奇钦慕找到差错的上限和下限过火PDF函数,以便咱们不错猜度差错的圭臬偏差。
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