通过衰减器和统计模型分析失配损耗和失配不确

作者: [db:作者]   点击次数:    发布时间: 2024-12-14 22:48

懂得掉配消耗对有损线路的影响，经由过程牢固衰减器增加掉配消耗的方式，以及此偏差的统计模子。本文援用地点：掉配消耗（ML）表征了RF旌旗灯号门路中的多个阻抗不持续性怎样招致功率消耗，并禁止咱们在电路中的两点之间停止无效的功率传输。在本文中，咱们将起首探讨掉配消耗对有损线路的影响。接上去，咱们将探究一种经由过程牢固衰减器增加掉配消耗的简略方式，并终极探究该偏差的统计模子。处置无消耗线路时的掉配消耗在本系列的前一篇文章中，咱们懂得了掉配消耗对级联缩小器增益的影响（图1）。图1示例图表现了经由过程带状线衔接的两个缩小器在这种情形下，缩小器1的输出阻抗跟缩小器2的输入阻抗与线路的特征阻抗不婚配。因为波反射，局部RF能量无奈通报到缩小器2的输入端。功率消耗如方程式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）的情形。但是，在实际中，该线表示出一些衰减。线路衰减管帐让咱们假设线路电压衰减的幅度是Ac，此中Ac是线性的，而不是分贝，而且值小于1。图2阐明了沿正向（a1）传布的电压波怎样遭到线路衰减的影响。图2表现了正向传布的电压波怎样遭到线路衰减的影响当旌旗灯号从A点传布到点B时，它会衰减Ac倍。而后，旌旗灯号在B点碰到阻抗不持续性，反射旌旗灯号会阅历额定的Γ2衰减。此时，总衰减系数为Γ2Ac。最后，旌旗灯号以额定的衰减Ac沿线路向上传布到点A。经由过程比拟点A处的入射跟反射旌旗灯号，从点A看向线路的无效反射系数的巨细盘算如下：方程式2将此成果代入方程1，咱们失掉衰减为Ac的电缆的掉配消耗：方程式3示例1：查找最小跟最年夜掉配消耗假设在婚配的情况中，传输线的标称衰减为2 dB。假如|Γ1|≤0.5且|Γ2|≤0.33，掉配惹起的消耗的最年夜值跟最小值是几多？咱们起首须要找到线性衰减因子：将Ac=0.794、Γ1=0.5跟Γ2=0.33代入方程3，ML的最年夜值跟最小值分辨为MLmax=0.859 dB跟MLmin=-0.954 dB。0.954dB的负消耗现实上表现功率增益。咱们当初能够应用这些值来找到线路的等效消耗。咱们晓得线路的标称消耗为2dB。因为反射，可能会发生0.859 dB的额定消耗或0.954 dB的增益。因而，线路的最年夜消耗为2.859 dB，最小消耗为1.046 dB。别的，咱们还能够说线路的最年夜增益为-1.046dB，线路的最小增益为-2.859dB。假如缩小器1跟2的换能器增益为G1跟G2，则级联的总增益能够在G1+G2-2.859 dB跟G1+G2-1.049 dB之间变更。经由过程衰减器增加掉配不断定性上述探讨使咱们找到了一种增加掉配不断定性（MU）的通用处理计划。比拟方程1跟3，咱们察看到线路的衰减因子无效地下降了反射系数。同样，咱们能够成心增加一个婚配的牢固衰减器来克制反射波。如图3所示。图3表现增加婚配的牢固衰减器怎样克制反射波的表示图衰减器输入真个反射系数巨细为：在这种情形下，MU是：假如须要，咱们还能够在线路的输入端口增加一个牢固衰减器，如下图4所示。图4线路端口增加了牢固衰减器的表示图线路输入真个反射系数为：因而，在两个衰减器都到位的情形下，MU为：方程式4示例2：摸索衰减器的掉配不断定性RF线的输入跟输出处的反射系数分辨为0.3跟0.4，如下所示。图5表现RF线ΓS跟ΓL的输入跟输出的示例图这种设置中的不婚配不断定性是什么？假如咱们在线路的输入跟输出端拔出两个3-dB衰减器，新的掉配不断定性是什么？假如不衰减器，咱们有：对3-dB衰减器，衰减器的输入输出电压比为：应用方程式4，咱们发明两个衰减器设置的掉配不断定性：如你所见，衰减器明显下降了掉配的不断定性。掩蔽垫——利用跟其余斟酌要素用于加重阻抗掉配的衰减器偶然被称为“焊盘”、“掩模焊盘”或“婚配焊盘”。然而，请记着，“婚配焊板”一词也用于在75Ω跟50Ω之间转换的阻抗转换焊盘，这些是差别的装备。屏障垫平日用于RF旌旗灯号门路中，以使丈量愈加牢靠跟可猜测。拔出屏障垫的最佳地位是阻抗婚配最差或变更最年夜的点。掩模垫的一个罕见利用是RF步进衰减器（图6）。图6示例利用表现了在RF步进衰减器中应用掩模垫。图片由Fluke供给在上图所示的示例中，步进衰减器在输入跟输出端口都装置了3-dB屏障垫，以确保步进衰减器的差别设置表示出恒定、明白的婚配。应用遮蔽垫的重要毛病是衰减器也下降了所需旌旗灯号的幅度。这能够使所需的旌旗灯号更濒临噪声基底。比方，应用单个3dB衰减器，给定负载的回波消耗幻想地进步了6dB；正向行波的振幅也减小了3dB。还能够应用婚配收集来实现所需的阻抗婚配，而不会明显衰减所需的旌旗灯号。但是，与婚配收集比拟，遮蔽垫的一个重要长处是，遮蔽垫能够在指定的频率范畴内供给平整的频率呼应。比方，低值衰减器在直流至18 GHz频率范畴内的衰减变更可能为±0.2 dB。对平日在窄频率范畴内供给阻抗婚配的阻抗婚配收集来说，情形并非如斯。不婚配不断定性图研讨掉配不断定性怎样随Γ1跟Γ2而变更是有利的。如图7所示，该图摘自Keysight利用顺序阐明。图7表现不婚配不断定性变更的图。图片由Keysight供给这些图表现了MU的变更，单元为±dB。比方，当Γ1=Γ2=0.05时，咱们晓得掉配不断定性约为±0.021 dB，这与上述图集分歧。这里的主要察看成果是，经由过程使反射系数之一充足低，咱们能够把持掉配不断定性。比方，当Γ1=0.05（对应VSWR为1.1）时，即便Γ2=0.5（或VSWR为3），掉配不断定性也坚持在±0.2 dB以下。比方，斟酌射频功率丈量利用。假如你抉择存在低VSWR的功率传感器，你能够确保依据传感器的VSWR有多低（无论电源的VSWR怎样）在必定水平上把持了掉配不断定性。不婚配不断定性的统计模子在上述探讨中，咱们只斟酌了掉配不断定性的下限跟上限。固然这让咱们懂得了电路中最坏情形的不断定性，但有一个偏差的统计模子是有效的。我下面提到的Keysight利用阐明总结了能够斟酌用于掉配不断定性的差别概率密度函数（PDF）。为了找到MU的PDF，斟酌了Γ1跟Γ2的三种差别散布，如图8所示。图8示例表现了Γ1跟Γ2的三种差别散布。图片由Keysight供给联合这些散布，咱们发明了六种差别的PDF函数用于掉配不断定性。比方，假设Γ1跟Γ2都存在环散布（图8（b）），MU存在家喻户晓的U形散布，如图9所示。图9表现MU怎样呈U形散布的示例图。图片由Keysight供给这些统计模子使咱们可能估量掉配不断定性的尺度偏向。有关更多信息，请参阅本文后面链接的Keysight文档。射频计划跟掉配不断定性在计划级联射频模块或停止射频丈量时，掉配不断定性是一个须要斟酌的主要要素。下降掉配不断定性的一种罕见方式是在掉配阻抗之前放置一个婚配的衰减器。在处置这个偏差时，咱们有兴致找到偏差的下限跟上限及其PDF函数，以便咱们能够估量偏差的尺度偏向。 　　申明：新浪网独家稿件，未经受权制止转载。 -->