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- 通过衰减器和统计模子分析失配损耗和失配不细目性
通过衰减器和统计模子分析失配损耗和失配不细目性
了解失配损耗对有损清楚的影响,通过固定衰减器减少失配损耗的次序,以及此罪状的统计模子。 本文援用地址: 失配损耗(ML)表征了RF信号旅途中的多个阻抗不一语气性如何导致功率损耗,并隔绝咱们在电路中的两点之间进行有用的功率传输。 在本文中,咱们将领先询查失配损耗对有损清楚的影响。接下来,咱们将探讨一种通过固定衰减器减少失配损耗的通俗次序,并最终探讨该罪状的统计模子。 处理无损耗清楚时的失配损耗 在本系列的前一篇著述中,咱们了解了失配损耗对级联放大器增益的影响(图1)。 图1示例图表露了通过带状线联结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的输入阻抗与清楚的特质阻抗不匹配。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,在施行中,该线阐明出一些衰减。 清楚衰减管帐 让咱们假定清楚电压衰减的幅度是Ac,其中Ac是线性的,而不是分贝,而况值小于1。图2诠释了沿正向(a1)传播的电压波如何受到清楚衰减的影响。 图2表露了正向传播的电压波如何受到清楚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点遭受阻抗不一语气性,反射信号会资格独特的Γ2衰减。此时,总衰减扫数为Γ2Ac。临了,信号以独特的衰减Ac沿清楚进取传播到点A。通过比较点A处的入射和反射信号,从点A看向清楚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,咱们得回衰减为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。要是|Γ1|≤0.5且|Γ2|≤0.33,失配引起的损耗的最大值和最小值是些许? 咱们领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的最大值和最小值辞别为MLmax=0.859 dB和MLmin=-0.954 dB。0.954dB的负损耗执行上走漏功率增益。咱们当今不错使用这些值来找到清楚的等效损耗。咱们知谈清楚的标称损耗为2dB。由于反射,可能会产生0.859 dB的独特损耗或0.954 dB的增益。因此,清楚的最大损耗为2.859 dB,最小损耗为1.046 dB。 此外,咱们还不错说清楚的最大增益为-1.046dB,清楚的最小增益为-2.859dB。要是放大器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细目性 上述询查使咱们找到了一种减少失配不细目性(MU)的通用贬责决策。比较方程1和3,咱们不雅察到清楚的衰减因子有用地裁减了反射扫数。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表露添加匹配的固定衰减器如何扼制反射波的暗示图衰减器输入端的反射扫数大小为: 在这种情况下,MU是: 要是需要,咱们还不错在清楚的输入端口添加一个固定衰减器,如下图4所示。图4清楚端口添加了固定衰减器的暗示图清楚输入端的反射扫数为: 因此,在两个衰减器王人到位的情况下,MU为: 方程式4示例2:探索衰减器的失配不细目性 RF线的输入和输出处的反射扫数辞别为0.3和0.4,如下所示。 图5表露RF线ΓS和ΓL的输入和输出的示例图这种建树中的不匹配不细目性是什么?要是咱们在清楚的输入和输出端插入两个3-dB衰减器,新的失配不细目性是什么? 要是莫得衰减器,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建树的失配不细目性: 如您所见,衰减器显赫裁减了失配的不细目性。 清除垫——利用和其他探求身分 用于缩小阻抗失配的衰减器只怕被称为“焊盘”、“掩模焊盘”或“匹配焊盘”。然而,请记着,“匹配焊板”一词也用于在75Ω和50Ω之间养息的阻抗养息焊盘,这些是不同的建造。 屏蔽垫通常用于RF信号旅途中,以使测量愈加可靠和可瞻望。插入屏蔽垫的最好位置是阻抗匹配最差或变化最大的点。掩模垫的一个常见利用是RF步进衰减器(图6)。 图6示例利用表露了在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王人装配了3-dB屏蔽垫,以确保步进衰减器的不同确立阐明出恒定、明确的匹配。使用遮拦垫的主要谬误是衰减器也裁减了所需信号的幅度。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念念地进步了6dB;正向行波的振幅也减小了3dB。 还不错使用匹配聚集来终了所需的阻抗匹配,而不会显赫衰减所需的信号。关联词,与匹配聚集比拟,遮拦垫的一个主要优点是,遮拦垫不错在指定的频率规模内提供平坦的频率反馈。举例,低值衰减器在直流至18 GHz频率规模内的衰减变化可能为±0.2 dB。关于通常在窄频率规模内提供阻抗匹配的阻抗匹配聚集来说,情况并非如斯。 不匹配不细目性图 议论失配不细目性如何随Γ1和Γ2而变化是成心的。如图7所示,该图摘自Keysight利用要领诠释。 图7表露不匹配不细目性变化的图。图片由Keysight提供这些图表露了MU的变化,单元为±dB。举例,当Γ1=Γ2=0.05时,咱们知谈失配不细目性约为±0.021 dB,这与上述图集一致。这里的关键不雅察成果是,通过使反射扫数之一奢侈低,咱们不错甘休失配不细目性。举例,当Γ1=0.05(对应VSWR为1.1)时,即使Γ2=0.5(或VSWR为3),失配不细目性也保捏在±0.2 dB以下。举例,探求射频功率测量利用。要是您遴荐具有低VSWR的功率传感器,您不错确保左证传感器的VSWR有多低(非论电源的VSWR如何)在一定进度上甘休了失配不细目性。 不匹配不细目性的统计模子 在上述询查中,咱们只探求了失配不细目性的上限和下限。天然这让咱们了解了电路中最坏情况的不细目性,但有一个罪状的统计模子是有用的。我上头提到的Keysight利用诠释回来了不错探求用于失配不细目性的不同概率密度函数(PDF)。为了找到MU的PDF,探求了Γ1和Γ2的三种不同分散,如图8所示。 图8示例表露了Γ1和Γ2的三种不同分散。图片由Keysight提供集结这些分散,咱们发现了六种不同的PDF函数用于失配不细目性。举例,假定Γ1和Γ2王人具有环分散(图8(b)),MU具有人所共知的U形分散,如图9所示。 图9表露MU如何呈U形分散的示例图。图片由Keysight提供这些统计模子使咱们大要预料失配不细目性的表率偏差。关系更多信息,请参阅本文前边贯穿的Keysight文档。 射频筹谋和失配不细目性 在筹谋级联射频模块或进行射频测量时,失配不细目性是一个需要探求的关键身分。裁减失配不细目性的一种常见次序是在失配阻抗之前舍弃一个匹配的衰减器。在处理这个罪状时,咱们有兴味找到罪状的上限和下限过甚PDF函数,以便咱们不错预料罪状的表率偏差。 声明:新浪网独家稿件,未经授权谢却转载。 --> |