同轴线的阻抗为什么一般为或欧详解
同轴线最大功率容量阻抗
同轴线最大功率容量阻抗同轴线是一种常用的传输信号的电缆,在通信和广播领域得到广泛应用。
它的最大功率容量取决于阻抗的选择,而阻抗又是同轴线设计中至关重要的因素之一。
阻抗是电信号在同轴线中传输时所遇到的电阻和电感的综合体现。
同轴线的设计者必须仔细选择合适的阻抗以确保最大功率传输。
一般来说,同轴线的常用阻抗有50欧姆和75欧姆。
50欧姆阻抗广泛应用于无线通信领域,而75欧姆阻抗则主要用于广播和电视领域。
为了理解为什么选择合适的阻抗至关重要,我们需要了解同轴线的工作原理。
同轴线由一个内导体、一个绝缘层和一个外导体组成。
内导体传输电信号,而外导体则提供屏蔽和保护。
绝缘层用于隔离内外导体,以防止电信号泄漏和干扰。
如果阻抗选择不当,会导致信号波动和功率损耗。
当同轴线中的电阻和电感与信号频率不匹配时,会出现信号反射和损耗现象。
这会导致信号强度降低,信号质量下降,甚至可能引起设备故障。
因此,在选择同轴线阻抗时,设计者需要考虑应用场景和信号频率。
较高的阻抗可以提供更好的信号传输性能并减少功率损耗。
然而,较高的阻抗也意味着需要更大的线径和成本,并且不适用于所有应用场景。
在无线通信领域,50欧姆阻抗被广泛采用。
这是因为无线设备通常使用低功率和高频率的信号,而50欧姆阻抗具有较低的功率损耗和更好的信号传输性能。
另一方面,广播和电视领域通常采用75欧姆阻抗。
这是因为广播和电视信号通常是高功率和低频率,而75欧姆阻抗可以提供更好的屏蔽效果和功率容量。
除了阻抗选择外,同轴线的最大功率容量还受到其他因素的影响,例如线径、材料和导体之间的距离。
设计者需要仔细平衡这些因素来确保同轴线具有足够的功率容量以满足应用需求。
综上所述,同轴线的最大功率容量取决于阻抗的选择。
设计者在选择阻抗时需要考虑应用场景、信号频率和成本等因素。
正确选择阻抗可以提供更好的信号传输性能和功率容量,避免信号损耗和设备故障。
因此,在同轴线设计中,阻抗的选择具有重要的指导意义。
射频同轴连接器设计理论
f C0 190.8 /(d D) r GHz
(16)
空气填充的精密同轴传输线的工作频率下限由导体的有限电导率决定。 用作同轴线导体的金属的有限电导率会引起一定的趋肤深度和一定的串联电阻,对于一干 燥的空气填充的同轴线,公式(1)可以写成:
Z0 '
上式中:
Ri jLi jLe jC
Z0
请注意,真空光速:
59.95860 0.00006
r
1
ln
D d
(5)
C0
0 0
真空导磁率 μo 被任意地规定为严格等于 4π×10-7 享/米。 根据精确地进行的实验我们知道 光速为 299793000±300 米/秒,因此,εo 并不严格等于 1/36π×10-9,根据公式计算,εo 应为 1/35.950336π×10-9。 公式(5)是同轴传输线特性阻抗的基本公式。计算机械公差对同轴传输线特阻抗的影响是 根据以上公式进行的。 当同轴传输线中填充有介质时,公式(5)分母中的 εr 是该介质的相对介电常数。几种经 常遇到的绝缘介质的介电常数介绍如下: 工业用聚乙烯,常用作电缆线的绝缘介质,在 200C 时,εr=2.24;在-400C~+400C 时,
2
(26)
因此,对于某一允许的阻抗误差,任一给定的同轴线都有一低频极限,若工作频率低于此极 限,则阻抗误差将会超过允许值。 三、精密同轴连接器的基本设计原则 下面叙述的三条基本设计原则。 不仅适用于精密同轴连接器的设计,而且也适用于所有精密 同轴标准和元件的设计。 1、 设计原则 1 在同轴线的每一长度单元上,尽可能地保持一致的特性阻抗。 在以往的许多同轴器件设计中,当遇到同轴内导体或外导体的阶梯,导体上的槽或内外导体 在连接处出现的间隙时,常采用一段特性阻抗高于或低于标准特性阻抗的同轴线段进行补偿,这 样的设计不能用在宽频带精密同轴器件上,同轴线中的槽、阶梯、 间隙和内外导体直径的变化都 会产生阻抗的不连续性,引起一定的反射波,利用引入某一些反射波来补偿另一此些反射波的方 法只能在较狭的频段内达到。目前许多同轴器件的频带越来越宽,低频端可达到直流,高频端可 为了达到这种最佳的宽频带性能,在整个同轴器件的每一 达到第一阶高次模,(TE11)的截止频率。 横截面上的特性阻抗应尽可能地保持等于标准特性阻抗。 2、 设计原则 2 对于每一不可避免的阻抗不连续性,采用各自的共平面补偿。 阻抗的不连续性不是总能避免的。例如。同轴线的绝缘子是不得不采用的,在放绝缘子处, 同轴线的内导体或外导体应要引入一定的阶梯,因而引起一定的阻抗不连续。在这种情况下, 为了达到最佳的性能,首先应使未补偿的不连续性达到最小,其次对于剩下的不连续性进行各自 的共平面补偿。 共平面补偿就是在原来出现不连续的地方引进补偿。 这可以得到最佳的宽频带性能,在一般 的实践中,对一集中的不连续性用改变一段较长同轴线段的特性阻抗来进行补偿,这样会限制频 带宽度,所以是应该避免的。 3、 设计原则 3 减小机械公差对电性能的影响。 在同轴器件中,导体尺寸的公差是不可避免的,但是经常由几个机械公差对一个导体的直径
(整理)同轴电缆知识介绍
同轴电缆知识介绍2007年03月16日下午03:38一、概述1、基带同轴电缆同轴电缆以硬铜线为芯,外包一层绝缘材料。
这层绝缘材料用密织的网状导体环绕,网外乂覆盖一层保护性材料。
有两种广泛使用的同轴电缆。
一种是50欧姆电缆,用于数字传输,由于多用于基带传输,也叫基带同轴电缆;另一种是75欧姆电缆,用于模拟传输,即下一节要讲的宽带同轴电缆。
这种区别是由历史原因造成的,而不是由于技术原因或生产厂家。
同轴电缆的这种结构,使它具有高带宽和极好的噪声抑制特性。
同轴电缆的带宽取决于电缆长度。
1km的电缆可以达到1Gb/s~2Gb/s的数据传输速率。
还可以使用更长的电缆,但是传输率要降低或使用中间放大器。
目前,同轴电缆大量被光纤取代,但仍广泛应用于有线电视和某些局域网。
2、宽带同轴电缆使用有限电视电缆进行模拟信号传输的同轴电缆系统被称为宽带同轴电缆。
“宽带”这个词来源于电话业,指比4kHz宽的频带。
然而在计算机网络中,“宽带电缆”却指任何使用模拟信号进行传输的电缆网。
由于宽带网使用标准的有线电视技术,可使用的频带高达300MHz(常常到450MHZ ;由于使用模拟信号,需要在接口处安放一个电子设备,用以把进入网络的比特流转换为模拟信号,并把网络输出的信号再转换成比特流。
宽带系统乂分为多个信道,电视广播通常占用6MHZ言道。
每个信道可用于模拟电视、CD质量声音(1.4Mb/s)或3Mb/s的数字比特流。
电视和数据可在一条电缆上混合传输。
宽带系统和基带系统的一个主要区别是:宽带系统由于覆盖的区域广,因此,需要模拟放大器周期性地加强信号。
这些放大器仅能单向传输信号,因此,如果计算机问有放大器,则报文分组就不能在计算机问逆向传输。
为了解决这个问题,人们已经开发了两种类型的宽带系统:双缆系统和单缆系统。
1)双缆系统双缆系统有两条并排铺设的完全相同的电缆。
为了传输数据,计算机通过电缆1将数据传输到电缆数根部的设备,即顶端器(head-end),随后顶端器通过电缆2将信号沿电缆数往下传输。
RF中的阻抗匹配和50欧姆是怎么来的?
RF中的阻抗匹配和50欧姆是怎么来的?为什么很多射频系统或者部件中,很多时候都是用50欧姆的阻抗(有时候这个值甚至就是PCB板的缺省值) ,为什么不是60或者是70欧姆呢?这个数值是怎么确定下来的,背后有什么意义?本文为您打开其中的奥秘。
我们知道射频的传输需要天线和同轴电缆,射频信号的传输我们总是希望尽可能传输更远的距离,为了传输更远的距离,我们往往希望用很大的功率去发射信号便千覆盖更大的通信范围。
可是实际上,同轴电缆本身是有损耗的,和我们平常使用得导线—样,如果传输功率过大,导线会发热甚至熔断。
这样,我们就有—种期望,试匿寻找一种能够传输大功率,同时损耗又非常小的同轴电缆。
A BA: 塑料绝缘层B: 屏蔽层(信号回路)D C: 电介质D: 内窃体(信引专输大概在1929年,贝尔实验室做了很多实验,最终发现符合这种大功率传输,损耗小的同轴电缆其特征阻抗分别是30欧姆和77欧姆。
其中,30欧姆的同轴电缆可以传输的功率是最大的,77欧姆的同轴电缆传输信号的损耗是最小的。
30欧姆和77欧姆的算术平均值为53.5欧姆,30欧姆和77欧姆的几何平均值是48欧姆,我们经常所说的50欧姆系统阻抗其实是53.5欧姆和48欧姆的—个工程上的折中考虑,考虑最大功率传输和最小损耗尽可能同时满足。
而且通过实践发现,50欧姆的系统阻抗,对千半波长偶极子天线和四分之—波长单极子天线的端口阻抗也是匹配的,引起的反射损耗是最小的。
我们常见的系统中,比如电视TV和广播FM接收系统中,其系统阻抗基本上都是75欧姆,正是因为75欧姆射频传输系统中,信号传输的损耗是最小的,TV和广播FM接收系统中,信号的传输损耗是重要的考虑因素。
而对千带有发射的电台而言,50欧姆是很常见的,因为最大功率传输是我们考虑的主要因素,同时损耗也比较重要。
这就是为什么我们的对讲机系统中,经常看到的都是50欧姆的参数指标。
如果说阻抗匹配到50欧姆,从数学上,是可以严格做到的,但是实际应用中的任何元件,线路,导线都存在损耗,而且设计的任何系统部件都存在一定的射频带宽,所以匹配到50欧姆,工程上只要保证所有的带内频点落在50欧姆附近即可。
天线阻抗匹配 特性阻抗50欧姆
常见的射频同轴电缆绝大部分是50Ω特性阻抗的,这是为什么呢?
通常认为导体的截面积越大损耗就越低,但事实并非完全如此。
同轴电缆的每单位长度的损耗是logD/d的函数,也就是说和电缆的特性阻抗有关。
经过计算可以发现,当同轴电缆的特性阻抗为77Ω时,单位长度的损耗最低。
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L4 G% y, F1 l6 t) E; Q0 W
对于同轴电缆的最大承受功率,通常认为内外导体的间距越大,则同轴电缆可承受电压越高,即承受功率越大,但实际上也不完全准确。
同轴电缆的最大承受功率同样与其特性阻抗有关。
可以计算出当同轴电缆的特性阻抗为30Ω时,其承受的功率最大。
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为了兼顾最小的损耗和最大的功率容量,应该在77Ω和30Ω之间找一个适当的数值。
二者的算术平均值为53.5Ω,而几何平均值为48.06Ω;选取50Ω的特性阻抗可以做到二者兼顾。
此外,50Ω阻抗的连接器也更加容易设计和加工。
绝大部分应用于通信领域的射频电缆的特性阻抗是50Ω;在广播电视中则用到75Ω的电缆。
大部分的测试仪器都是50Ω的阻抗,如果要测量75Ω阻抗的器件,可以通过一个50~75Ω的阻抗变换器来进行阻抗匹配,但是需要注意这种阻抗变换器有约5.7dB的插入损耗
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同轴电缆的电阻
同轴电缆的电阻【原创实用版】目录一、同轴电缆的概述二、同轴电缆的电阻值三、同轴电缆的阻抗四、同轴电缆的应用五、总结正文一、同轴电缆的概述同轴电缆,又称为电视闭路线或同轴线,是一种广泛应用于电视网络、局域网和通信系统等领域的电子元器件。
同轴电缆由内外两层导体组成,内外导体之间用绝缘材料隔开。
由于内外导体的形状和大小不同,同轴电缆可分为多种类型,如 50 欧姆和 75 欧姆等。
二、同轴电缆的电阻值同轴电缆的电阻值与其长度、材料、截面积等因素有关。
以常用的 75 欧姆同轴电缆为例,其铜芯标称直径为 1mm,铜的电阻率 20 度时为0.0178 欧姆·平方毫米米。
根据公式 R=ρ*L/S,其中 R 为电阻,ρ为电阻率,L 为长度,S 为截面积,可以计算出 20 米长的 75 欧姆同轴电缆的电阻值约为 1.12 欧姆。
需要注意的是,由于加工不可能完全圆整,线粗细不均匀,以及测量误差等因素,实际使用中的电阻值可能在一定范围内波动。
三、同轴电缆的阻抗同轴电缆的阻抗包括电阻、电感和电容等,其特性阻抗一般为 50 欧姆或 75 欧姆。
特性阻抗是同轴电缆在特定频率下的阻抗值,用于保证信号在传输过程中能够稳定地传播。
在实际应用中,同轴电缆的阻抗应与信号源和负载的阻抗相匹配,以避免信号反射和衰减。
四、同轴电缆的应用同轴电缆广泛应用于电视网络、局域网、通信系统等领域。
例如,CATV 网络中常用的 75 欧姆同轴电缆,传输带宽可达 1GHz,适用于高清电视和数据传输等场景。
此外,同轴电缆还用于双绞线、RS485/422 等通信系统,以及实验室和工业现场的测试与测量等。
五、总结同轴电缆是一种具有广泛应用的电子元器件,其电阻值和阻抗特性在保证信号传输质量和稳定性方面起到关键作用。
根据不同的应用场景和需求,同轴电缆可分为多种类型,如 50 欧姆和 75 欧姆等。
同轴线特征阻抗
同轴线特征阻抗引言同轴线是一种常见的电缆结构,它由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成。
在电磁场中,同轴线可以有效地传输信号,并提供良好的屏蔽性能。
同轴线特征阻抗是指在特定频率下,同轴线上传播电磁波时所表现出来的阻抗特性。
本文将深入探讨同轴线特征阻抗的定义、计算方法以及影响因素。
二级标题1:同轴线特征阻抗的定义同轴线特征阻抗是指在同轴线上传播的电磁波所表现出来的阻抗特性。
它是同轴线结构的重要参数,影响着信号传输的质量和性能。
通常用英文字母Z表示,单位为欧姆(Ω)。
二级标题2:同轴线特征阻抗的计算方法三级标题1:同轴线特征阻抗的理论计算方法同轴线特征阻抗的理论计算方法基于Maxwell方程组和边界条件,其中考虑了同轴线的几何参数和材料特性。
下面以常用的同轴线结构为例,介绍其计算公式:1.同轴线外导体半径为a,内导体半径为b,绝缘层介电常数为εr,外护套半径为c。
2.同轴线特征阻抗的计算公式为:三级标题2:同轴线特征阻抗的实验测量方法除了理论计算方法外,同轴线特征阻抗也可以通过实验进行测量。
常用的测量方法有两种:1.变电法:利用变电器将同轴线电缆与标准电阻相连,通过测量连接点的电压和电流来计算特征阻抗。
2.反射法:利用信号源和信号接收器,在同轴线上注入信号并测量反射信号的幅值和相位,从而计算特征阻抗。
二级标题3:同轴线特征阻抗的影响因素同轴线特征阻抗受到多种因素的影响,包括:1.绝缘材料的介电常数:绝缘层的介电常数越大,导致同轴线特征阻抗越大。
2.内外导体的几何尺寸:内外导体的半径差越大,导致同轴线特征阻抗越大。
3.外护套的几何尺寸:外护套的半径越大,导致同轴线特征阻抗越小。
4.环境温度:温度的变化会影响电缆材料的特性,从而影响同轴线的特征阻抗。
二级标题4:同轴线特征阻抗的应用同轴线特征阻抗在通信、广播、电视等领域有着广泛的应用。
以下是一些常见的应用场景:1.通信系统:在通信系统中,同轴线用于传输高频信号,如电视信号、互联网信号等。
同轴电缆
主要分类
基带
宽带
基带同轴电缆的屏蔽层通常是用铜做成的状结构,其特征阻抗为50Ω。该电缆用于传输数字信号,常用的型 号一般有RG-8(粗缆)和RG-58(细缆)。粗缆与细缆最直观的区别在于电缆直径不同。粗缆适用于比较大型的局部 络,它的标准距离长,可靠性高;但是粗缆络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度也大,因此总体造价高。 相反,细缆则比较简单,造价较低;但由于安装过程中要切断电缆,因而当接头较多时容易产生接触不良的隐 患。
同轴电缆
电缆种类
01 历史发展
03 主要分类 05 优缺点
目录
02 发展概况 04 工作原理 06 安装方法
07 参数指标
09 应用
目录
08 质量检测
同轴电缆(Coaxial Cable)是一种电线及信号传输线,一般是由四层物料造成:最内里是一条导电铜线,线 的外面有一层塑胶(作绝缘体、电介质之用)围拢,绝缘体外面又有一层薄的状导电体(一般为铜或合金),然 后导电体外面是最外层的绝缘物料作为外皮。
同轴电缆的设计正是为了解决这个问题。中心电线发射出来的无线电被状导电层所隔离,状导电层可以通过 接地的方式来控制发射出来的无线电 。
同轴电缆也存在一个问题,就是如果电缆某一段发生比较大的挤压或者扭曲变形,那么中心电线和状导电层 之间的距离就不是始终如一的,这会造成内部的无线电波会被反射回信号发送源。这种效应减低了可接收的信号 功率。为了克服这个问题,中心电线和状导电层之间被加入一层塑料绝缘体来保证它们之间的距离始终如一。这 也造成了这种电缆比较僵直而不容易弯曲的特性 。
安装方法
同轴电缆一般安装在设备与设备之间。在每一个用户位置上都装备有一个连接器,为用户提供接口。接口的 安装方法如下 :
同轴电缆的两种标准
同轴电缆的两种标准一、同轴电缆的基本概述同轴电缆是一种常见的传输线,广泛应用于电视信号、射频信号的传输,尤其在有线电视网络中发挥了重要作用。
其结构特点在于内外导体由同轴排列的铜线构成,中间填充介质一般为空气或聚乙烯。
由于其特殊的结构,同轴电缆具有很好的屏蔽效果和传输性能。
二、同轴电缆的标准介绍目前,同轴电缆的标准主要包括两种:欧洲标准(EN50173)和美国标准(CATV)。
1.欧洲标准(EN50173):该标准主要应用于低频到高频的宽频带信号传输。
它规定了同轴电缆的结构、性能参数以及测试方法。
欧洲标准特别注重电缆的电气性能,如阻抗、衰减和电压驻波比等。
此外,它还对电缆的机械性能和环境适应性提出了要求。
该标准广泛应用于广播电视、通信和数据传输等领域。
2.美国标准(CATV):该标准主要针对有线电视应用,重点在于中频和高频信号的传输。
CATV标准不仅关注电气性能,还对同轴电缆的物理特性、耐久性和环境适应性有明确规定。
在美国市场,CATV标准被广泛应用,并在全球范围内得到认可。
三、设计与制造要求在设计和制造同轴电缆时,需根据不同的标准进行考量。
主要参数包括:内外导体材料和尺寸、绝缘材料、填充介质等。
欧洲标准要求电缆具有良好的电气性能和较宽的频率范围;而美国标准更强调电缆的耐用性和环境适应性。
制造商需根据不同标准的要求,选择合适的材料和工艺,以满足客户的需求。
四、测试与验收方法两种标准都提供了相应的测试和验收方法。
在欧洲标准中,主要测试电气性能如阻抗、衰减和电压驻波比等;而在美国标准中,除了电气性能外,还需要对物理特性、耐久性和环境适应性进行测试。
制造商应按照相应标准进行严格测试,以确保产品质量。
五、应用实例在实际应用中,欧洲标准和美国标准的同轴电缆表现出明显的差异性。
欧洲标准下的电缆在宽频带信号传输方面表现出色,适用于广播、通信和数据传输等领域;而美国标准下的电缆在耐久性和环境适应性方面表现更佳,适用于有特殊要求的有线电视网络。
同轴电缆的详细介绍
1)硬件配置 建立一个粗缆以太网需要一系列硬件设备,包括: (1)网络接口适配器:网络中每个结点需要一块提供 AUI 接口的以太网卡、便提式适配器或 PCMCIA 卡。 (2)收发器(Transceiver):粗缆以太网上的每个结点通过安装在干线电缆上的外部收发器与网络 进行连接。在连接粗缆以太网时,用户可以选择任何一种标准的以太网(IEEE802.3)类型的外部收发 器。 (3)收发器电缆:用于连接结点和外部收发器,通常称为 AUI 电缆。 (4)电缆系统:连接粗缆以太网的电缆系统包括: ·粗缆(RG-11 A/U):直径为 10 毫米,特征阻抗为 50 欧姆的粗同轴电缆,每隔 2.5 米有一个标记。 ·N-系列连接器插头:安装在粗缆段的两端。
为了保持同轴电缆的正确电气特性,电缆屏蔽层必须接地。同时两头要有终端器来削弱信号反射作 用。
无论是粗缆还是细缆均为总线拓扑结构,即一根缆上接多部机器,这种拓扑适用于机器密集的环 境。但是当一触点发生故障时,故障会串联影响到整根缆上的所有机器,故障的诊断和修复都很麻烦, 因此,将逐步被非屏蔽双绞线或光缆取代。
粗同轴电缆与细同轴电缆是指同轴电缆的直径大还是小。粗缆适用于比较大型的局部网络,它的标 准距离长、可靠性高。由于安装时不需要切断电缆,因此可以根据需要灵活调整计算机的入网位置。 但粗缆网络必须安装收发器和收发器电缆,安装难度大,所以总体造价高。相反,细缆安装则比较简单, 造价低,但由于安装过程要切断电缆,两头须装上基本网络连接头(BNC),然后接在 T 型连接器两端,所 以当接头多时容易产生接触不良的隐患,这是目前运行中的以太网所发生的最常见故障之一。
射频同轴电缆的驻波比为什么在高频时比较大
射频同轴电缆的驻波比为什么在高频时比较大馈线的阻抗是75欧,这是这一种馈线的传输特性,并不是这条馈线的直流电阻。
一条导线的直流电阻同它的长度、导体直径和采用的材料有关,导体越长,电阻越大,导体越细,电阻越大。
反之电阻则越小。
在一般情况下,馈线有两种:一是扁平行馈线,它的传输特性阻抗是300欧,由于它的传输噪音比较大,现已被淘汰,二是同轴电缆,即在一根导线的外层覆盖一层一定厚度的物理发泡塑料(称为中间绝缘层),再外层是一层金属屏蔽网兼做外导体。
它的传输阻抗特性与导体的粗细、绝缘层的厚度、材料的性质和制作工艺有关,通过精确的设计,可以做到75欧正负3个欧姆。
馈线的特性阻抗与馈线的长度无关,不管馈线有多么长,它的特性阻抗都是一定的。
现行长用的馈线的特性阻抗就是75欧。
只是馈线长,它的传输损耗要大些。
国产75-5馈线在工作频率500兆周时,每百米的传输损耗是12dB。
还有一种特性阻抗为50欧的馈线,是特殊的机器设备用的,比如电视发射机,它的输出特性阻抗就是50欧,那么它使用的传输线,就是50欧的。
例如从电视发射机到它的天线部分,也是用的50欧的馈线,这个馈线很粗,在这里称为馈管。
阻抗匹配是为了使信号源和接收设备做到更好连接,使信号更好的传给接收设备,如果连接的馈线不匹配,信号就会馈线中遭受较大的损失,使传输效率降低。
一般的接收设备(如电视机)其输入特性阻抗为75Ω(不平衡式)或300Ω平衡式,半波对称振子的输出是:阻抗为75Ω平衡式,如与300Ω平衡电缆连接则只需考虑阻抗匹配就可以了,我们可利用传输线上距终端λ/4奇数倍处的等效阻抗等于传输线特性阻抗的平方除以终端负载这一特殊性质来进行阻抗匹配,这一特性的数学表达式Zin=Z0*Z0/ZL,式中Z0是传输线(匹配电缆)的特性阻抗,Zin为天线的输出阻抗,ZL为负载(接收设备的输入阻抗)阻抗,半波对称振子与300Ω平行电缆的配接计算如下:先按上式计算出所需电缆的特性阻抗,也即要实现半波对称振子与300Ω平行电缆的配接它们之间必须要插入一条λ/4长,特性阻抗为150Ω的平行电缆,为此,我们利用两条λ/4长的300Ω平行电缆并联即可,接法如图x。
同轴电缆的基本参数
同轴电缆的基本参数
同轴电缆的基本参数包括以下几个方面:
1. 电缆构造:同轴电缆由内导体、绝缘层、外导体和外护套组成。
内导体通常为铜或铜合金制成,绝缘层常采用聚乙烯、聚氯乙烯等材料,外导体一般由铜丝织成,外护套可以是聚氯乙烯或其他保护材料。
2. 内导体尺寸:内导体的直径决定了同轴电缆的传输性能。
常见的内导体直径有很多种规格,如RG-58、RG-59等。
3. 绝缘层厚度:绝缘层的厚度决定了电缆的绝缘性能。
绝缘层厚度一般在数毫米到数十毫米之间。
4. 外导体材料和密度:外导体一般由铜丝编织而成,编织的密度决定了电缆的屏蔽性能。
编织密度越高,电缆的屏蔽性能越好。
5. 外护套材料:外护套用于保护电缆免受外界的损伤和干扰。
常见的外护套材料有聚氯乙烯、聚乙烯等。
6. 阻抗值:同轴电缆的阻抗值一般为50欧姆或75欧姆。
阻抗值的选择取决于所使用的设备和系统的要求。
7. 传输距离:同轴电缆的传输距离与绝缘层厚度、外导体材料等因素有关。
较好的同轴电缆可以传输几百米到几千米的距离。
这些是同轴电缆的一些基本参数,不同电缆的具体参数可能会有所不同,具体选择电缆时需要根据实际需求进行选型。
如何详细了解电缆的特性阻抗
如何详细了解电缆的特性阻抗点击次数:116 发布时间:2010-12-9 8:55:58详细了解电缆的特性阻抗点击次数:1441 发布时间:2010-1-27 19:54:12术语音频:人耳可以听到的低频信号。
范围在20-20kHz。
视频:用来传诵图象的高频信号。
图象信号比声音复杂很多,所以它的带宽(范围)也大过音频很多,少说也有0-6MHz。
射频:可以通过电磁波的形式想空中发射,并能够传送很远的距离。
射频的范围要宽很多,10k-3THz(1T=1024G)。
电缆的阻抗本文准备解释清楚传输线和电缆感应的一些细节,只是此课题的摘要介绍。
如果您希望很好地使用传输线,比如同轴电缆什么的,就是时候买一本相关课题的书籍。
什么是理想的书籍取决于您物理学或机电工程,当然还少不了数学方面的底蕴。
什么是电缆的阻抗,什么时候用到它?首先要知道的是某个导体在射频频率下的工作特性和低频下大相径庭。
当导体的长度接近承载信号的1/10波长的时候,good o1风格的电路分析法则就不能在使用了。
这时该轮到电缆阻抗和传输线理论粉墨登场了。
传输线理论中的一个重要的原则是源阻抗必须和负载阻抗相同,以使功率转移达到最大化,并使目的设备端的信号反射最小化。
在现实中这通常意味源阻抗和电缆阻抗相同,而且在电缆终端的接收设备的阻抗也相同。
电缆阻抗是如何定义的?电缆的特性阻抗是电缆中传送波的电场强度和磁场强度之比。
(伏特/米)/(安培/米)=欧姆欧姆定律表明,如果在一对端子上施加电压(E),此电路中测量到电流(I),则可以用下列等式确定阻抗的大小,这个公式总是成立:Z = E / I无论是直流或者是交流的情况下,这个关系都保持成立。
特性阻抗一般写作Z0(Z零)。
如果电缆承载的是射频信号,并非正弦波,Z0还是等于电缆上的电压和导线中的电流比。
所以特性阻抗由下面的公式定义:Z0 = E / I电压和电流是有电缆中的感抗和容抗共同决定的。
所以特性阻抗公式可以被写成后面这个形式:其中R=该导体材质(在直流情况下)一个单位长度的电阻率,欧姆G=单位长度的旁路电导系数(绝缘层的导电系数),欧姆j=只是个符号,指明本项有一个+90'的相位角(虚数)π=3.1416L=单位长度电缆的电感量c=单位长度电缆的电容量注:线圈的感抗等于XL=2πfL,电容的容抗等于XC=1/2πfL。
HFSS常见问题集锦(增强版)
1、HFSS仿真结果的疑问我在做一个0.3g--2.7g超宽带天线,用ansoft仿真结果也差不多了,可是同一模型当我把扫频范围设定为0.3g--1g,结果(方向图和驻波)变化很大,我进一步细化又把频率范围设为0.3--0.6g时,结果再次变化,一次比一次变化大。
我想问各位大虾,同一模型是不是每次频率设定范围不一样,结果就差距很大,那我仿真时该设定多大范围比较好呀?欢迎热心同志给予解释帮助,,,多谢咯!!!答:仿真频率范围无谓,关键是在不同的频段仿真的时候你的空气盒子大下得相应的改变,为你仿真中心频段的1/4波长.如果仿真频段太宽,也可以分段仿真.2、请教:这个同轴是怎么加的图片:请问这个同轴是怎么加的垫片印刷在介质板上使用50ohm同轴线馈电请问同轴的内轴外轴都是怎么加到天线上的我只将内探针加到了介质上结果有一个谐振点总是畸变肯定是我的同轴馈电出了问题麻烦大家帮我看看我想了好久了答:建模时只要画出同轴与地板交界处端口就行了(内心不变),重新画出地板(画一个面)从这个地板上讲端口和内心减去(克隆),将内心从端口中减去(克隆),再在端口处设置激励就行了。
其实只要把你的模型发上来,一看就明白了,上面的回答应该是用集中端口设同轴线的做法,附一个例子给你看看,模型比较大,把端口放大就可以看到细节部分了下载1fed by coax lumpedport.rar(6 K) 下载次数:313、提一个关于Radiation Boundary的问题如题,按照full book上的说法,只要将模型边界条件设置成Radiation Boundary,就相当于不受边界的约束,波可以辐射到无限远空间,换句话说求解的空间大小已经不会对求解结果产生影响.但是我在做微带模型时对空气层的大小设置不同值后发现结果不同.请高人指点迷津!答:关于这个,可以参考金建铭的电磁场的有限元方法一书,电磁场的有限元方法中对于计算区域的截断的处理都不是非常的理想,辐射边界也是近似,至于辐射边界与计算目标的距离说法更是不一,论坛之前有帖子进行过大规模的讨论,我记得结果似乎是没有完全的定论,最常见到说法是0.25波长就”差不多“,呵呵具体每种情况到底差多少也不可一概而论。
问同轴线的阻抗为什么一般为50或75欧电视信号为什么用同轴线
同轴线75的同轴线如何做同轴线的阻抗为什么一般为50或75欧本文地址问我用一根三米的50线一点信号没有为何用75的就有信号同轴线的阻抗为什么一般为50或75欧答前端设备:摄像机用来采集图像的连接:同轴线75-3或75-5或光纤、BNC头后端设备:硬盘录像机或视频采集卡用来储蓄和把前端采集过来的信号还原成图像. 这就根据你的环境需求.音响中的同轴线跟光纤线的区别是同轴线是传输模拟信号光纤线是传输数字信号。
我们一般都使用同轴线光纤线是高端带有数字输入端的功放才那用的它的音质肯定好。
把数字代入传动比公式n1/n2z2/z1 可算出z275 1、2两轴同轴线说明两对齿轮的中心距相等am1z1z2/25x2159200 把I的... 问75欧姆同轴线是干什么用的一般哪里有卖的多少钱75欧姆同轴线是干什么用的一般哪里有卖的多少钱答你的情况完全可以用三条同轴电缆直接和摄象机连接就可以了. 最好用SYV-75-5型号的. 不过要注意防雷哟. 毕竟是在家里嘛.它需要通过一个转接器转成AUI接头然后再接到电脑上。
由于粗缆的强度较强最大传输距离也比细缆长因此粗缆的主要用途是扮演网络主干的角色用来连接数个由细缆所结成的网络。
粗缆的阻抗是75Ω。
光纤光纤Fiber Optic CabLe以光脉冲的形式来传输信号因此材质...查一下同轴线缆的接头、接口是否外编织线的毛丝触碰到芯线使信号短路。
...你买到的75欧同轴线肯定是假冒伪劣产品。
...主要是你用的75欧的同轴线... 问监控系统用双绞线还是同轴线同轴线75的同轴线如何做答可以.只要是75欧同轴电缆就行.市场上的同轴电缆有的质量较差.买较好的.如果距离不远质量差一些的也行.100多米不算远如果没又强电干扰的话用一般75-3的同轴线就可以也可以用网线一股双绞线做信号传输其他三股并起来做电源线一根线就搞定了如果距离超过300米的话还是建议你用同轴线缆细同轴线阻抗50欧粗同轴线阻抗75欧...同轴电缆Coaxtal CabLe是指有两个同心导体而导体和屏蔽层又共用同一轴心的电缆。
50欧姆和75欧姆的原因
近期被问到RF系统选择50ohm的原因,并要求推导出来,于是查阅了一些资料,将其总结一下射频电缆选择50ohm:射频同轴电缆在RF中通常选用50ohm作为标准有几方面的原因:a)是功率容量,抗击穿电压与衰减之间的综合考虑;b)机械美观上的考虑这些可以通过计算来得到,首先假设同轴线的绝缘层是空气介质,其介电常数为1。
同轴线的阻抗值:Z0=sqrt[(R+jwL)/(G+jwc)],R<<wL,G<<wc,公式1简化公式:Z0≈sqrt(L/C)=60*ln(D/d)=138*lg(D/d),公式2其中:D为外导体直径;d为内导体直径1、在信号传输过程中希望有最大的功率容量:PmaxPmax=V2max/Z0∝[E*d*ln(D/d)]2/Z0 公式3将公式2中Z0代人公式3中得Pmax∝[E2d2ln(D/d)]/60,公式4对公式4求导并令求导结果为0,即可求得极值,得出D/d=1.65,此时同轴线阻抗为30ohm。
2、在信号传输过程中希望有最小的衰减:αmin =αR+αGαR:导体电阻损耗引起的电缆衰减分量,称为导体衰减;αG:绝缘介质损耗引起的电缆衰减分量,称为介质衰减;由于这里假设是绝缘层为空气介质,因此我们只考虑导体衰减分量αR。
αR=R/(2*Z0),公式5R:R=(1/D+1/d)/(2πδσ);RF频段时电缆的总的趋肤效应串联电阻之和,同轴电缆内导体趋肤效应电阻与内导体直径d成反比,屏蔽层趋肤效应电阻与外导体直径D成反比,则R和(1/D+1/d)成正比;将Z0代入公式5,得到αR=R/(2*Z0)∝(1/D+1/d)/ln(D/d),公式6公式6进行求导,令求导结果为0求得极值,可得出D/d=3.6,此时同轴线的阻抗为77ohm。
综合功率传输量与衰减两方面的考虑,取折中即50ohm。
另外还可以这样计算:在计算电缆最小衰减时得到的电缆阻抗为77ohm,这是在绝缘层假设为空气时计算得出的结果。
50欧姆空气介质同轴线
50欧姆空气介质同轴线
50欧姆空气介质同轴线是一种用于射频传输的同轴线缆,其特性阻抗为50欧姆。
在同轴线缆中,内外导体之间的间距、导体截面积以及线缆的损耗等因素都会影响其特性阻抗。
50欧姆空气介质同轴线在射频传输领域广泛应用,因为它在传输功率、损耗和阻抗匹配等方面具有较好的性能。
50欧姆阻抗的确定并非偶然,而是经过一系列计算和实验得出的。
在射频设计中,我们希望找到一种既能传输大功率,又能保持较低损耗的同轴电缆。
经过研究和实践,发现当同轴线缆的外导体内径与内导体外径之比为3.6时,线缆的特性阻抗为77,此时损耗最小。
然而,这个比例下的线缆承受功率最大仅为30欧姆。
为了在传输距离和功率之间取得平衡,射频系统通常采用50欧姆的阻抗。
50欧姆空气介质同轴线在我国射频传输领域有着广泛的应用,如在无线通信、广播电视、数据传输等方面。
此外,许多射频部件和PCB板的设计中也采用50欧姆作为默认阻抗,以满足射频信号的传输需求。
总之,50欧姆空气介质同轴线在射频传输中具有重要的地位,其特性阻抗的确定是基于损耗和功率传输的考虑,并在实际应用中取得了良好的效果。
对称电缆的结构计算
对称电缆的结构计算对称电缆一般指的是两个平行的同轴电缆,也被称为双绞线或平衡电缆。
其结构相对简单,但是在实践中的应用却非常广泛,尤其是在数据通信、计算机网络和音视频传输等领域。
在进行设计和计算对称电缆结构时需要考虑到许多因素,本文将深入探讨这些因素及其相互关系。
1.结构特征对称电缆结构包括四个部分:导体、绝缘层、屏蔽层和护套层。
导体负责电信号的传输,通常情况下两个导体分别用不同的颜色区分,如红色和黑色、蓝色和白色等。
绝缘层布置在导体之间,可以防止信号干扰和电耗,常用的绝缘材料包括聚乙烯、聚氯乙烯等。
屏蔽层包覆在绝缘层外侧,可以减小外部信号对导体的干扰和影响,提高信号质量。
护套层则是为了保护电缆整体和便于布线等目的。
2.传输特性对称电缆一般是用于传输高频信号的,因此需要具备良好的传输特性才能保证信号质量和通信效率。
以下是对称电缆传输特性中需要考虑的因素:(1)阻抗对称电缆的阻抗是指电缆内部电磁波在传输过程中,与外界的阻抗的匹配程度。
通常情况下,阻抗要求一致,一般采用75Ω或者50Ω,因为这两个值比较标准,可以与其他设备连接,以便于数据的传输。
(2)损耗对称电缆的传输过程中,会因为电阻和介质损耗等因素而产生信号的损耗。
对称电缆损耗主要包括两种:一种为传导损耗,主要是指由于导体电阻而导致的损耗;另外一种为绝缘损耗,主要是指介质对电磁波的吸收和反射而导致的损耗。
在设计对称电缆时,我们一定要针对这两种损耗进行计算并予以减小。
(3)衰减衰减是指电磁波在传输过程中,由于多种因素的影响导致信号幅度的衰减,从而降低了信号的质量。
衰减与频率的平方成正比,因此传输高频信号时需要注意,选择合适的对称电缆来减小衰减。
3.结构计算设计对称电缆结构时需要考虑到一系列的因素和步骤。
(1)绝缘厚度计算绝缘层的厚度决定着电缆的耐压强度和性能,同时也影响整体的尺寸和质量。
绝缘层厚度的计算涉及到介电材料的介电常数、电缆的额定电压和工作电压等因素,可以根据具体的情况采用公式或者表格进行计算。
为什么示波器阻抗偏偏是1M和50欧?
为什么示波器阻抗偏偏是1M和50欧?用过示波器的看官都会发现,带宽超过200M的示波器大多会有两种输入阻抗可供选择。
一种是常见1M,一种就是本文的主角50。
这个50是做什么用的呢,输入阻抗不应该是越高越好么。
接下来我们将一起来了解这个神秘的50。
传输线就像讲历史,不得不插一段军事理论课一样,想把我们的50讲明白,那也不得不讲一下这个传输线了。
众所周知,电信号实际上是以电磁波的形式在传输线中传播的。
当传输线的尺寸不再远小于电磁波波长时,就不得不考虑这个波的特性了。
光在传输介质发生改变时会发生反射,电信号也一样。
反射会带来什么呢,您的信号可能就会成这样。
图1是不是整个人都不怎么好了。
为了不让反射发生,就出现了均匀传输线,如PCB微带线,同轴线等,他们介质均匀,任何一点横截面几何结构相同,这样就可以保证电信号不会在传输线内发生反射了。
但是问题又来了,送君千里,终须一别,传输线早晚还是要把信号交给信号的负载的。
信号一旦来到传输线终点,岂不是还是要发生反射么。
还好我们的电信号不像光那么矫情。
只要保证她的瞬时阻抗不变,她也能将就一下不反射回去。
瞬时阻抗就是电信号在传输线上某一点所受的阻抗,经过研究发现,均匀传输线的瞬时阻抗是个纯阻性的,与频率无关,就像个电阻,而且瞬时阻抗只与传输线的几何结构和填充材料有关,所以又叫做特性阻抗。
既然瞬时阻抗像电阻,那我们就给负载并联一个电阻,让总阻值和特性阻抗相等,这样信号就不会有太大的反感,会屈尊降贵的传到负载中去而不会反射回来,您的电路也就清净了。
这种方法叫做终端匹配。
还有一种方法就是源端匹配,即在源端串入一个电阻,使其与信号源的输出电阻相加等于传输线的特性阻抗,这样就可以让反射波的负载与传输线阻抗相等,从而吸收反射波,不让其在传输线上撞来撞去。
很多时候这两种匹配是同时用的。
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什么是典型的电缆阻抗?同轴电缆使用的最典型阻抗值为50欧姆和75欧姆。
50欧姆同轴电缆大概是使用中最常见的,一般使用在无线电发射接收器,实验室设备,以太等环境下。
另一种常用的电缆类型是75欧姆的同轴电缆,一般用在视频传输,有限电视网络,天线馈线,长途电讯应用等场合。
电报和电话使用的裸露平行导线也是典型的阻抗为600欧姆。
一对线径标准22的双绞线,使用合适的绝缘体,因为机械加工的限制,平均阻抗大约在120欧姆左右,这是另一种具有自己特有特性阻抗的传输线。
某些天线系统中使用300欧姆的双引线,以匹配折合半波阵子在自由空间阻抗。
(但当折合阵子处于八木天线中的时候,阻抗通常会下降很多,一般在100-200欧姆左右)(注:加反射板也会改变阵子的阻抗值,一般会降低,而且反射板越近则阻抗降低越多。
)为什么是50欧姆的同轴电缆?在美国,用作射频功率传输的标准同轴电缆的阻抗几乎无一例外地都是50欧姆。
为什么选用这个数值,在伯德电子公司出示的一篇论文中有解释。
不的的参数都对应一个最佳的阻抗值。
内外导体直径比为 1.65时导线有最大功率传输能力,对应阻抗为30欧姆(注:lg1.65*138 =30欧姆,要使用空气为绝缘介质,因为这个时候介电常数最小,如果使用介电常数为2.3的固体聚乙烯,则阻抗只有不到20欧姆)。
最合适电压渗透的直径比为2.7,对应阻抗大约是60欧姆。
(顺带一提,这个是很多欧洲国家使用的标准阻抗)当发生击穿时,对功率传输能力的考量是忽略了渗透电流的,而在阻抗很低,30欧姆时,渗透电流会很高。
衰减只源自导体的损失,此时的衰减大约比最小衰减阻抗(直径比3.5911)77欧姆的时候上升了50%,而在这个比率下(D/d=3.5911),最大功率的上限为3 0欧姆电缆最大功率的一半。
以前,很少使用微波功率,电缆也无法应付大容量传输。
因此减少衰减是最重要的因素,导致了选择77(75欧姆)为标准。
同时也确立了硬件的规格。
当低耗的绝缘材料在实际中应用到柔性电缆上,电缆的尺寸规格必须保持不变,才能和现存的设备接口吻合。
聚乙烯的介电常数为2.3,以空气(介电常数为1)为绝缘层的导线的阻抗为77欧姆,如果以聚乙烯来填充绝缘空间的话,阻抗将减少为51欧姆。
虽然精确的标准是50欧姆,51欧姆的电缆在今天仍然在使用。
在77欧姆点的衰减最小,60欧姆点的击穿电压为最大,而30欧姆点的功率输送量是最大的。
(注:洋人的思维也如此混乱,这些性能指标明明不是由阻抗决定的。
前面说过,这些由D/d比决定的。
闲扯这些只让人产生误解)另外一个可以导致50欧姆同轴电缆的事情,如果您使用一个合适直径的中心导体,并将绝缘体注入中心倒替周围,再在外围装上屏蔽层,选好所有的尺寸以便别人使用并顾及到外观的美观,结果其阻抗都落在50欧姆左右。
如果想提高阻抗,中心导体的直径和导线的总径相比的话太细了;如果想降低阻抗,则内外导体之间的绝缘体厚度要做的很薄。
几乎任何同轴电缆由于机械美观度的原因,都会接近50欧姆,这使50欧姆成为标准化的一种自然趋向。
如果在需要75欧姆的视频应用中使用了50欧姆的电缆会怎样?如果50欧姆的电缆连接了75欧姆的负载(接收器),会有相当一部分的信号反射向发射设备。
因为发射设备也是75欧姆的,这个反射信号会有部分再反射向接受设备。
因为信号比正常信号有所延迟,在显示时表现为鬼影一样的图象,大量此类的鬼影象回声一样反复。
同时,反射在某些频率引起部分信号损失。
如何转换电缆的阻抗值?阻抗本身是不能转换的,除非您更换整一条具有其他阻抗的电缆,如果您必须要使用现存的电缆,那有一个方法可行:进行阻抗转换。
由于有种转换器可以使用,两端都安装该转换器的的电缆好象具有了不同阻抗。
有些地方是可以用电阻转接器来转换电缆阻抗的,转接器比转换器简单,但使用中一般有很显著的信号损失。
(75欧姆转换到50欧姆典型的损失有6dB左右)同轴线的阻抗为什么一般为50或75欧只是一个选择,和电路可实现性有点关系。
大家在长期的工作中已经形成了一个规范,上升到国家标准或国际标准。
有了标准,大家都以标准为参数去设计制作器件等,那么后人在设计电路的时候就要遵循这个标准了。
比如你设计一个不是50欧姆或不是75欧姆的电路,你就买不到与其匹配的电缆,或其它零件,你怎么实现你的电路?所以要遵循标准。
这个50欧姆肯定和制造有关,如介质的介电常数,尺寸等。
同轴线材的阻抗主要是用于减少噪声的干扰,例如视频线材设置为75欧姆的阻抗,这个大小的阻抗的线材可以很好地减弱外界和内部电磁波对这个频段的视频信号的干扰。
1.同轴视频线为什么要叫 75欧姆馈线.75欧姆是指馈线的阻抗匹配值,因为馈线会有信号衰减,阻抗匹配的目的就是让微波信号尽可能的以最大值传输到终端。
具体你可以详细了解阻抗匹配的相关资料。
2.什么叫阻抗匹配阻抗匹配(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
大体上,阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
改变阻抗力把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。
如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。
重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
调整传输线由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿着图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配阻抗匹配则传输功率大,对于一个电源来讲,单它的内阻等于负载时,输出功率最大,此时阻抗匹配。
最大功率传输定理,如果是高频的话,就是无反射波。
对于普通的宽频放大器,输出阻抗50Ω,功率传输电路中需要考虑阻抗匹配,可是如果信号波长远远大于电缆长度,即缆长可以忽略的话,就无须考虑阻抗匹配了。
阻抗匹配是指在能量传输时,要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等,此时的传输不会产生反射,这表明所有能量都被负载吸收了.反之则在传输中有能量损失。
高速PCB布线时,为了防止信号的反射,要求是线路的阻抗为50欧姆。
这是个大约的数字,一般规定同轴电缆基带50欧姆,频带75欧姆,对绞线则为100欧姆,只是取个整而已,为了匹配方便.阻抗从字面上看就与电阻不一样,其中只有一个阻字是相同的,而另一个抗字呢?简单地说,阻抗就是电阻加电抗,所以才叫阻抗;周延一点地说,阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。
在直流电的世界中,物体对电流阻碍的作用叫做电阻,世界上所有的物质都有电阻,只是电阻值的大小差异而已。
电阻小的物质称作良导体,电阻很大的物质称作非导体,而最近在高科技领域中称的超导体,则是一种电阻值几近于零的东西。
但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外,电容及电感也会阻碍电流的流动,这种作用就称之为电抗,意即抵抗电流的作用。
电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗,简称容抗及感抗。
它们的计量单位与电阻一样是奥姆,而其值的大小则和交流电的频率有关系,频率愈高则容抗愈小感抗愈大,频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。
此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题,具有向量上的关系式,因此才会说:阻抗是电阻与电抗在向量上的和。
阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的一种工作状态。
对于不同特性的电路,匹配条件是不一样的。
在纯电阻电路中,当负载电阻等于激励源内阻时,则输出功率为最大,这种工作状态称为匹配,否则称为失配。
当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时,为使负载得到最大功率,负载阻抗与内阻必须满足共扼关系,即电阻成份相等,电抗成份只数值相等而符号相反。
这种匹配条件称为共扼匹配。
一.阻抗匹配的研究在高速的设计中,阻抗的匹配与否关系到信号的质量优劣。
阻抗匹配的技术可以说是丰富多样,但是在具体的系统中怎样才能比较合理的应用,需要衡量多个方面的因素。
例如我们在系统中设计中,很多采用的都是源段的串连匹配。
对于什么情况下需要匹配,采用什么方式的匹配,为什么采用这种方式。
例如:差分的匹配多数采用终端的匹配;时钟采用源段匹配;1、串联终端匹配串联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗低于传输线特征阻抗的条件下,在信号的源端和传输线之间串接一个电阻R,使源端的输出阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,抑制从负载端反射回来的信号发生再次反射.串联终端匹配后的信号传输具有以下特点:A 由于串联匹配电阻的作用,驱动信号传播时以其幅度的50%向负载端传播;B 信号在负载端的反射系数接近+1,因此反射信号的幅度接近原始信号幅度的50%。
C 反射信号与源端传播的信号叠加,使负载端接受到的信号与原始信号的幅度近似相同;D 负载端反射信号向源端传播,到达源端后被匹配电阻吸收;?E 反射信号到达源端后,源端驱动电流降为0,直到下一次信号传输。
相对并联匹配来说,串联匹配不要求信号驱动器具有很大的电流驱动能力。
选择串联终端匹配电阻值的原则很简单,就是要求匹配电阻值与驱动器的输出阻抗之和与传输线的特征阻抗相等。
理想的信号驱动器的输出阻抗为零,实际的驱动器总是有比较小的输出阻抗,而且在信号的电平发生变化时,输出阻抗可能不同。
比如电源电压为+4.5V 的CMOS驱动器,在低电平时典型的输出阻抗为37Ω,在高电平时典型的输出阻抗为45Ω[4];TTL驱动器和CMOS驱动一样,其输出阻抗会随信号的电平大小变化而变化。
因此,对TTL或CMOS电路来说,不可能有十分正确的匹配电阻,只能折中考虑。
链状拓扑结构的信号网路不适合使用串联终端匹配,所有的负载必须接到传输线的末端。
否则,接到传输线中间的负载接受到的波形就会象图3.2.5中C点的电压波形一样。
可以看出,有一段时间负载端信号幅度为原始信号幅度的一半。
显然这时候信号处在不定逻辑状态,信号的噪声容限很低。
串联匹配是最常用的终端匹配方法。
它的优点是功耗小,不会给驱动器带来额外的直流负载,也不会在信号和地之间引入额外的阻抗;而且只需要一个电阻元件。
2、并联终端匹配并联终端匹配的理论出发点是在信号源端阻抗很小的情况下,通过增加并联电阻使负载端输入阻抗与传输线的特征阻抗相匹配,达到消除负载端反射的目的。
实现形式分为单电阻和双电阻两种形式。
并联终端匹配后的信号传输具有以下特点:A 驱动信号近似以满幅度沿传输线传播;B 所有的反射都被匹配电阻吸收;C 负载端接受到的信号幅度与源端发送的信号幅度近似相同。