天线阻抗匹配 特性阻抗50欧姆
天线匹配概念
匹配概念什么叫匹配?简单地说,馈线终端所接负载阻抗ZL 等于馈线特性阻抗Z0 时,称为馈线终端是匹配连接的。
匹配时,馈线上只存在传向终端负载的入射波,而没有由终端负载产生的反射波,因此,当天线作为终端负载时,匹配能保证天线取得全部信号功率。
如下图所示,当天线阻抗为50欧时,与50 欧的电缆是匹配的,而当天线阻抗为80 欧时,与50 欧的电缆是不匹配的。
如果天线振子直径较粗,天线输入阻抗随频率的变化较小,容易和馈线保持匹配,这时天线的工作频率范围就较宽。
反之,则较窄。
在实际工作中,天线的输入阻抗还会受到周围物体的影响。
为了使馈线与天线良好匹配,在架设天线时还需要通过测量,适当地调整天线的局部结构,或加装匹配装置。
3.5 反射损耗前面已指出,当馈线和天线匹配时,馈线上没有反射波,只有入射波,即馈线上传输的只是向天线方向行进的波。
这时,馈线上各处的电压幅度与电流幅度都相等,馈线上任意一点的阻抗都等于它的特性阻抗。
而当天线和馈线不匹配时,也就是天线阻抗不等于馈线特性阻抗时,负载就只能吸收馈线上传输的部分高频能量,而不能全部吸收,未被吸收的那部分能量将反射回去形成反射波。
例如,在右图中,由于天线与馈线的阻抗不同,一个为75 欧姆,一个为50 欧姆,阻抗不匹配,其结果是3.6 电压驻波比在不匹配的情况下,馈线上同时存在入射波和反射波。
在入射波和反射波相位相同的地方,电压振幅相加为最大电压振幅Vmax ,形成波腹;而在入射波和反射波相位相反的地方电压振幅相减为最小电压振幅Vmin ,形成波节。
其它各点的振幅值则介于波腹与波节之间。
这种合成波称为行驻波。
反射波电压和入射波电压幅度之比叫作反射系数,记为R反射波幅度(ZL-Z0)R =───── =───────入射波幅度(ZL+Z0 )波腹电压与波节电压幅度之比称为驻波系数,也叫电压驻波比,记为VSWR波腹电压幅度Vmax (1 + R)VSWR =────────────── =────波节电压辐度Vmin (1 - R)终端负载阻抗ZL 和特性阻抗Z0 越接近,反射系数R 越小,驻波比VSWR 越接近于1,匹配也就越好。
50欧姆 π型 电感 电容 阻抗计算
50欧姆π型电感电容阻抗计算随着电子技术的发展,电路设计和分析变得越来越重要。
其中,阻抗是电路分析中一个重要的参数,它描述了电路对交流电的响应特性。
在电子系统设计中,特别是在通信系统中,理解和计算电路的阻抗是至关重要的。
本文将讨论如何计算50欧姆π型电感电容阻抗。
1. 50欧姆电阻在电子电路中,50欧姆电阻是一种常见的阻抗特性。
它经常用于设计和构建射频电路和通信系统。
50欧姆的阻抗匹配能够最大限度地减少信号的反射,并提高系统的性能。
计算50欧姆π型电感电容阻抗对于射频电路设计和分析至关重要。
2. π型网络π型网络是一种常用的无源滤波器拓扑结构,它由一个串联电感和一个并联电容组成。
在π型网络中,电感和电容的值决定了整个电路的阻抗特性。
我们需要计算π型网络的阻抗来了解电路的响应特性。
3. 电感和电容的阻抗在π型网络中,电感和电容的阻抗分别由以下公式计算:电感的阻抗ZL = jωL电容的阻抗ZC = 1 / (jωC)其中,ZL表示电感的阻抗,ZC表示电容的阻抗,ω表示角频率,L表示电感的值,C表示电容的值。
根据这些公式,我们可以计算出π型网络的总阻抗。
4. 总阻抗计算π型网络的总阻抗可以通过以下公式计算:Ztotal = ZL + (ZC || ZL)其中,Ztotal表示π型网络的总阻抗,ZL表示电感的阻抗,ZC表示电容的阻抗,“||”表示并联。
5. 举例计算假设我们有一个π型网络,其电感值为100μH,电容值为10pF,频率为1MHz。
我们可以通过以上公式计算出π型网络的总阻抗:ZL = j(1x10^6)x100x10^-6 = j100ΩZC = 1 / (j(1x10^6)x10x10^-12) = -j10Ωπ型网络的总阻抗为:Ztotal = j100 + (-j10) = j90Ω6. 结论通过以上计算,我们了解了如何计算50欧姆π型电感电容阻抗。
在实际电路设计中,我们可以根据电感和电容的值以及频率来计算电路的阻抗特性,从而更好地理解电路的响应特性并进行系统设计和分析。
通信系统中射频与天线阻抗匹配的调试方法
通信系统中射频与天线阻抗匹配的调试方法RF工程师在设计芯片和天线间的阻抗匹配时是否也遇到过这样的问题,根据数据手册的参数进行匹配设计,最后测试发现实际结果和手册的性能大相径庭,你是否考虑过为什么会出现这么大的差别?还有,匹配调试过程中不断的尝试不同的电容、电感,来回焊接元器件,这样的调试方法我们还能改善吗?一、理想的匹配通信系统的射频前端一般都需要阻抗匹配来确保系统有效的接收和发射,在工业物联网的无线通信系统中,国家对发射功率的大小有严格要求,如不高于+20dBm;若不能做到良好的匹配,就会影响系统的通信距离。
射频前端最理想的情况就是源端、传输线和负载端都是50Ω,如图1。
但是这样的情况一般不存在。
即使电路在设计过程中仿真通过,板厂制作过程中,线宽、传输线与地平面间隙和板厚都会存在误差,一般会预留焊盘调试使用。
图1理想的阻抗匹配二、造成与芯片手册推荐电路偏差大的原因?从事RF电路设计的工程师都有过这样的经验,做匹配电路时,根据数据手册给的S参数、电路拓扑结构、元器件的取值进行设计,最后得到的结果和手册上的差别很大。
这是为什么呢?其主要原因是对射频电路来说,“导线”不再是导线,而是具有特征阻抗。
如图2所示,射频传输线看成由电阻、电容和电感构成的网络,此时需要用分布参数理论进行分析。
图2传输线模型特征阻抗与信号线的线宽(w)、线厚(t)、介质层厚度(h)和介质常数()有关。
其计算公式如下:由公式可以知道,特征阻抗和介质层厚度成正比,可以理解为绝缘厚度越厚,信号穿过其和接地层形成回路所遇到的阻力越大,所以阻抗值越大;和介质常数、线宽和线厚成反比。
因为芯片的应用场景不同,虽然电路设计一样,但是设计的PCB受结构尺寸、器件种类、摆放位置等因素的影响,会导致板材、板厚、布线的不同,引起特征阻抗的变化。
当我们还是沿用手册给的参数进行匹配时,并不能做到良好阻抗匹配,自然会出现实际测试的结果与手册给的结果偏差较大的情况。
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
题库-微波技术与天线
微波技术与天线题库一、填空题1. 驻波比的取值范围为;当传输线上全反射时,反射系数为,此时驻波比ρ等于。
2. γ=α+jβ称为,其中α称为,它表示传输线上的波,β称为,它表示传输线上的波。
3. 特性阻抗50欧的均匀传输线终端接负载Z1为20j欧、50欧和20欧时,传输线上分别形10cm,如图所示:Z in=;Z in=;在z=5cm处的输入阻抗Z in=;2.5cm<z<5cm处,Z in呈性。
ρ=。
5. 无耗传输线的终端短路和开路时,阻抗分布曲线的主要区别是终端开路时在终端处等效为谐振电路,终端短路时在终端处等效为谐振电路。
6. 一段长度为l(0<l<λ/4)短路线和开路线的输入阻抗分别呈纯和纯。
7. 阻抗匹配分为阻抗匹配、阻抗匹配和阻抗匹配,它们反映Z0,根据各点在下图所示的阻抗圆( );( );⑤R<Z0,X=0 ( ); ⑥R=Z0,X=0 ( );⑦Г=0 ( ); ⑧SWR=1 ( );⑨=1Γ( ); ⑩ SWR=∞( ).9. 在导行波中, 截止波长λc最长的电磁波模称为该导波系统的主模。
矩形波导的主模为模, 因为该模式具有场结构简单、稳定、频带宽和损耗小等特点, 所以实用时几乎毫无例外地工作在该模式。
10. 与矩形波导一样,圆波导中也只能传输TE波和TM波;模是圆波导的主模,模是圆波导第一个高次模,而模的损耗最低,这三种模式是常用的模式。
11. 在直角坐标系中,TEM波的分量E z和H z为零;TE波的分量为零;TM波的分量为零。
12. 低频电路是参数电路,采用分析方法,微波电路是参数电路,采用分析方法。
13. 简并模式的特点就是具有相同的和不同的。
14. 微带线的弯区段、宽度上的阶变或接头的不连续性可能会导致电路性能的恶化,主要是因为这种不连续性会引入。
15. 写出下列微波元件的名称。
(a) (b) (c) (d)16. 下图(a)为微带威尔金森功分器,特性阻抗等于,其电长度L等于。
AppCAD计算天线信号线的特性阻抗
AppCAD计算天线信号线的特性阻抗GPS接收机设计时,天线信号线的特性阻抗要求在50欧姆,以实现与天线的阻抗匹配,若人工去计算,计算较繁琐,较容易出错,所以有很我公司推出了计算高频设计时计算特性阻抗等参数的软件。
AppCAD 简单易用,是一款独特的射频设计工具软件,适合很多的射频、微波和无线设计应用中的工程计算,计算简单快速。
AppCAD 可用于很多使用分立的晶体片、二极管到硅和GaAs集成电路等电路、信号和系统的计算和设计。
而软件的快捷键的使用也非常容易快捷。
在GPS天线信号线的走线中,可能会用到微带线(Microstrip)、带状线(Stripline)或共面波导(Coplanar Waveguide),下面以微带线为例介绍AppCAD 计算信号线特性阻抗的方法。
启动软件后,在左边的按钮中按“Passive Circuits”,在出现的选项中按“Microstrip”,如上图所示。
在出现的窗口中,设置相关参数。
如下图所示,在左下边的选项中设置PCB板的介电常数、传输信号的频率和PCB 长度的单位。
介电常数(Dielectric Er)设置是只需在下面的选择框中选择PCB板的材料,如下图中FR-4;或者在下面的选择框中选择“Enter Custom Er Value”,然后在上方直接输入介电常数值。
在GPS设计中,民用频率是1.57542GHz,可以直接输入频率值,或者用1.6GHz进行计算。
长度的单位有几种选择,如下图中选择了微米(um)为单位。
在上图中左上边需设置以下参数:线宽“W”,如图中为254微米;单层PCB板的厚度“H”,如8层板的厚度是1.2mm,则每层约150微米,如图中输入为150。
线的厚度“T”,1OUNCE 线厚度约35微米,0.5OUNCE线厚约18微米,如图中输入为18微米,若镀金或镀锡,则需再加25微米。
线的长度“L”线对特性阻抗影响不大,所以可以不考虑线的长度,用默认值就可以了。
Why50ohms
-----------大哥牛于2008年7月30日 晚上21:30
2 of 2
2008-8-5 20:53
评论: 花了一个多小时翻译了这篇文章,以前一直都说阻抗匹配啊,什么50欧姆,75欧姆啊,但是确无 法说出原因来。凡是最会是有原因的,这篇文章很好的解释了用50欧姆的原因,由来。
1 of 2ຫໍສະໝຸດ 2008-8-5 20:53
为什么要用50欧姆
/articles/why-50-ohms.html
你可以从基本的物理学来证明50欧姆是最好的,电缆的趋肤效应损耗L(以分贝做单位)和总的趋 肤效应电阻R(单位长度)除以特性阻抗Z0成正比。总的趋肤效应电阻R是屏蔽层和中间导体电阻 之和。屏蔽层的趋肤效应电阻在高频时,和它的直径d2成反比。同轴电缆内部导体的趋肤效应电 阻在高频时,和他的直径d1成反比。总共的串联电阻R,因此和(1/d2 +1/d1)成正比。综合这些因 素,给定d2和相应的隔离材料的介电常数ER,你可以用以下公式来减少趋肤效应损耗。
在任何关于电磁场和微波的基础书中,你都可以找到Z0是d2,d1和ER的函数
把公式2带入公式1中,分子分母同时乘以d2,整理得到
公式3分离出常数项( /60)*(1/d2),有效的项((1+d2 /d1 )/ln(d2 /d1 ))确定最小点。仔细查看 公式三公式的最小值点仅由d2 /d1控制,和ER以及固定值d2无关。以d2 /d1为参数,为L做图,显示 d2 /d1=3.5911时,取得最小值。假定固态聚乙烯的介电常数为2.25,d2 /d1=3.5911得出特性阻抗 为51.1欧姆。很久之前,无线电工程师为了方便使用,把这个值近似为50欧姆作为同轴电缆最优 值。这证明了在50欧姆附近,L是最小的。但这并不影响你使用其他阻抗。例如,你做一个75欧姆 的电缆,有着同样的屏蔽层直径和绝缘体,趋肤效应损耗会增加12%。不同的绝缘体,用最优d2 /d1比例产生的最优阻抗会略有不同。
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。
" ]:
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。
. a3 s4 J& p; d1 P& O& Q# `
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
1/ 1。
50ohm特征阻抗与阻抗匹配
50ohm特征阻抗与阻抗匹配一、50ohm特征阻抗终端电阻示图b.终端电阻的促进作用:1、阻抗匹配,匹配信号源和传输线之间的阻抗,极少反射,避免振荡。
2、增加噪声,减少电磁辐射,避免过跳。
在串联应用领域情况下,串联的终端电阻和信号线的分布电容以及后级电路的输出电容共同组成rc滤波器,扼制信号边沿的平缓程度,避免过跳。
c.终端电阻依赖于电缆的特性阻抗。
d.如果使用0805封装、1/10w的贴片电阻,但要防止尖峰脉冲的大电流对电阻的影响,加30pf的电容.e.存有高频电路经验的人都晓得阻抗匹配的重要性。
在数字电路中时钟、信号的数据传送速度慢时,更需注意配线、电缆上的阻抗匹配。
高频电路、图像电路一般都用同轴电缆进行信号的传送,使用特性阻抗为zo=150ω、75ω的同轴电缆。
同轴电缆的特性阻抗zo,由电缆的内部导体和外部屏蔽内径d及绝缘体的导电率为er同意:另外,处理分布常数电路时,用相当于单位长的电感l和静电容量c的比率也能计算,如忽略损耗电阻,则图1就是用作测量同轴电缆rg58a/u、长度5m的输入阻抗zin时的电路形成。
这里研究随着终端电阻rt的值,传输线路的电阻如何变化。
图1同轴传送线路的终端电阻构成只有当同轴电缆的特性阻抗zo和终端电阻ft的值成正比时,即zin=zo=rt称作阻抗匹配。
zo≠rt时随着频率f,zin变化。
作为一个极端的例子,当rt=0、rt=∞时可理解其性质(阻抗以,λ/4为周期起伏波动)。
图2就是rt=50ω(稍微波动的曲线)、75ω、doω时的输人电阻特性。
当zo≠rt时由于随着频率,特性阻抗可以变化,所以传输的电缆的频率特上产生伸展.二、怎样理解阻抗匹配?阻抗匹配就是指信号源或者传输线跟功率之间的一种最合适的配搭方式。
阻抗匹配分成低频和高频两种情况探讨。
我们先从直流电压源驱动一个负载入手。
由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。
RF中的阻抗匹配和50欧姆是怎么来的
文二)射频美:
so 你可以从基本的物理学来证明 欧姆是最好的, 电缆的趋肤效应损耗L (以 zo 分贝做单位)和总的趋肤效应电阻R (单位长度)除以特性阻抗 成正比。 总的
趋肤效应电阻R是屏蔽层和中间导体电阻之和。 屏蔽层的趋肤效应电阻在高频时, 和它的直径d2成反比。 同轴电缆内部导体的趋肤效应电阻在高频时, 和他的直径 d1成反比。 总共的串联电阻R, 因此和(1/d2+1/d1)成正比。 综合这些因素, 给 定d2和相应的隔离材料的介电常数ER, 你可以用以下公式来减少 趋肤效应损 耗。
i
1 (1·迅/dl)
60 d2 ln(生也上
公式3 分离出常数项(/60)*(1/d2),有效的项((1 +d2/d1)/ln(d2/d1))确定最
小点。仔细查看公式三公式的最小值点仅由d2/d1控制,和ER 以及固定值 d2 无
关。以d2/d1为参数,为L做图,显示 d2/d1 =3.5911 时(注:解一个超越方
但
L8
在 任 何I
E R ctw 主 注鳍
0 =忘_06
+ dl 2
t 上
磁 层
1)
1 -
-
1
旺0 晌
工蛔
微 介
波 电
的 常
基 数
石出
)
书 的
中 函
数,
你都可以找到
z。
是
d 2 , d 1 禾E
。
) 伈
n 1
dI
l
II
厮拫 手
把公式2带入公式1中,分子分母同时乘以d2,整理得到:
忘 — , L 文
外径电缆(博主注:d2) /除了提高强度外,更主要的原因是,外径越大,内径也
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
50欧阻抗天线设计说明
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一范围之内,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
单端50欧姆阻抗_线长_概述说明以及解释
单端50欧姆阻抗线长概述说明以及解释1. 引言1.1 概述本篇文章旨在探讨单端50欧姆阻抗线长的概述说明以及解释。
我们将介绍什么是单端50欧姆阻抗,为何使用该阻抗以及其特性和优势。
同时,我们还将详细解释线长对单端50欧姆阻抗的影响,并提供选择合适线长以保持阻抗匹配的建议。
最后,我们将讨论解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的不同方法,并总结文章内容并展望未来可能的研究方向和发展趋势。
1.2 文章结构本文共分为五个部分进行论述。
首先是引言部分,概述了文章的主题和目标。
之后是"单端50欧姆阻抗概述说明",在其中我们将详细解释什么是单端50欧姆阻抗,为何使用该阻抗以及其特性和优势。
接下来是"线长对单端50欧姆阻抗的影响解释",我们将讨论线长与传输媒介之间的关系以及线长对信号衰减和失真产生的影响,并提供选择合适线长以保持50欧姆阻抗匹配的建议。
然后,我们将探讨解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的方法,包括使用高质量传输线缓解阻抗问题、使用信号放大器增强信号品质以及使用匹配网络调整阻抗匹配。
最后,在"结论总结与展望"部分,我们将再次强调单端50欧姆阻抗线长的重要性,并对解决远距离传输中阻抗问题的方法进行总结,并对未来可能的研究方向和发展趋势进行展望。
1.3 目的本文的目的是提供关于单端50欧姆阻抗线长相关知识的深入认识和理解。
通过详细介绍什么是单端50欧姆阻抗以及为何使用该阻抗,读者可以更好地了解其特性和优势。
同时,我们将从理论和实践角度分析了线长对单端50欧姆阻抗的影响,并提供有关如何选择合适线长以保持阻抗匹配的实用建议。
此外,本文还将探讨解决远距离传输中单端50欧姆阻抗问题的不同方法,并对未来的研究方向和发展趋势进行一些展望。
通过阅读本文,读者将能够更好地应对相关问题并拓展相关领域的知识和应用。
(注意: 这只是引言部分的内容。
根据需要,你可以在后续的段落中进一步详细阐述每个子部分所涉及的具体内容。
6层板 50欧姆阻抗计算
6层板 50欧姆阻抗计算随着电子技术的不断发展,高速通信和高频率应用越来越普遍。
在电路设计中,阻抗匹配是一个重要的问题。
而对于6层板而言,计算50欧姆阻抗是一项关键任务。
我们需要了解什么是6层板。
6层板是一种常用的多层印刷电路板(PCB),由两层外层和四层内层组成。
这种板材结构在高速信号传输方面具有良好的性能。
为了计算50欧姆阻抗,我们需要考虑一些关键因素。
首先是板材的介电常数(εr)。
介电常数是指材料中电磁波传播速度与真空中传播速度的比值。
对于6层板,常见的介电常数为4.4。
其次是板材的厚度(H)。
板材的厚度对阻抗有重要影响。
通常,6层板的厚度为1.6毫米。
另一个关键因素是信号层(signal layer)之间的距离(d)。
在6层板中,内层和外层之间的距离通常为0.2毫米。
通过这些参数,我们可以使用常见的阻抗计算公式来计算50欧姆阻抗。
这个公式是根据传输线的特性阻抗公式推导而来。
在计算过程中,我们需要考虑介质厚度、介质常数以及信号层之间的距离。
通过这些参数,我们可以计算出所需的板线宽度(W)。
为了计算50欧姆阻抗,我们可以使用一些在线工具或计算软件,如Mentor Graphics HyperLynx、Altium Designer等。
这些工具可以根据输入的参数自动计算出所需的板线宽度。
除了使用计算工具,我们还可以使用公式手动计算。
下面是一个简化的计算公式示例:W=(8*H*Z0)/(2*π*εr*(ln(1+(4*h/W))+(h/W)))其中,W表示所需的板线宽度,H表示板材的厚度,Z0表示所需的阻抗,εr表示介质常数,h表示信号层之间的距离。
通过这个公式,我们可以计算出所需的板线宽度,从而实现50欧姆阻抗的匹配。
需要注意的是,计算阻抗时还需要考虑一些其他因素,如板材的损耗(loss)和温度变化对阻抗的影响等。
这些因素可能导致实际阻抗与理论计算值有所差异。
在实际应用中,我们可以根据所需的阻抗值选择合适的板材和线宽。
50欧姆同轴线 频率 带宽
50欧姆同轴线频率带宽50欧姆同轴线是一种广泛应用于射频和微波通信领域的传输线。
它的特点是具有稳定的特性阻抗,能够在高频段提供较低的信号衰减。
50欧姆同轴线的频率范围可覆盖直流至微波段,因此,它在无线通信、卫星通信、雷达和电子对抗等领域有着广泛的应用。
50欧姆同轴线的频率特性主要表现在其抗阻匹配性能上。
由于其特性阻抗为50欧姆,因此,在同轴线两端的信号传输过程中,可以实现近似无损的传输。
这在很大程度上取决于线缆的制作工艺和精度。
在高频段,50欧姆同轴线能够有效地抑制外部干扰,保证信号的纯净度。
在实际应用中,50欧姆同轴线通常用于宽带无线通信系统。
其宽带特性使得它能够在一定的频率范围内,提供较高的带宽。
这意味着在同轴线上传输的信号可以同时承载更多的信息,提高了通信系统的传输速率。
此外,50欧姆同轴线还具有较低的信号衰减,这使得它在长距离传输中具有明显的优势。
50欧姆同轴线在实际工程中的优势体现在以下几个方面:1.抗干扰能力强:50欧姆同轴线具有稳定的特性阻抗,能够有效抑制外部电磁干扰,保证信号质量。
2.传输速率快:50欧姆同轴线具有较高的带宽,能够在一定的频率范围内实现高速传输。
3.传输距离远:50欧姆同轴线具有较低的信号衰减,适用于长距离传输。
4.可靠性高:50欧姆同轴线采用高品质的材料和制作工艺,具有良好的耐磨性、耐腐蚀性和抗拉强度,延长了其使用寿命。
5.成本较低:与其他传输线相比,50欧姆同轴线的制作成本相对较低,具有较高的性价比。
总之,50欧姆同轴线作为一种高频传输线,具有稳定的特性阻抗、较高的带宽和抗干扰能力,广泛应用于射频和微波通信领域。
在实际工程中,它以其优越的性能和低成本优势,成为通信系统不可或缺的组成部分。
50欧姆标准
50欧姆标准50欧姆是一种标准阻抗值,常用于射频和微波通信系统中。
它是一种特性阻抗,用于匹配传输线路和设备,以确保信号传输的最佳性能。
以下是一些关于50欧姆标准的基本信息:1. 特性阻抗:特性阻抗是指交流信号在传输线路中传播时遇到的阻力。
对于50欧姆系统,这意味着信号在传输过程中会遇到相当于50欧姆的电阻。
2. 匹配的重要性:为了实现高效的能量传输,发射器和接收器的输入输出阻抗需要与传输线路的特性阻抗相匹配。
如果阻抗不匹配,信号的一部分可能会反射回源头,导致信号损失和干扰。
3. 应用领域:50欧姆系统广泛应用于无线电通信、雷达、电视广播、卫星通信和其他射频设备。
它也是许多测量设备和通信标准的一部分,如某些类型的同轴电缆和波导。
4. 同轴电缆:50欧姆同轴电缆是一种常见的传输介质,用于高频信号传输。
它的设计确保了信号在传输过程中的最小反射和失真。
5. 波导:在波导系统中,50欧姆也是一种标准的特性阻抗,用于确保微波信号的稳定传输。
6. 测量设备:许多射频测量设备,如网络分析仪和频谱分析仪,都设计有50欧姆的输入输出阻抗,以便与传输系统和设备兼容。
7. 标准制定:50欧姆作为一个标准,是由国际电信联盟(ITU)和其他标准化组织根据多年的工程实践和理论研究确定的。
8. 实际应用:在实际应用中,工程师会使用各种适配器、连接器和天线等元件来确保系统的阻抗匹配,从而优化信号传输。
9. 频率范围:50欧姆标准通常适用于从几千赫兹到几十吉赫兹的频率范围,覆盖了大多数无线电通信和雷达系统的工作频率。
10. 与其他标准的对比:除50欧姆,还有其他特性阻抗标准,如75欧姆(常用于电视系统)和93欧姆(在某些特定的应用中使用)。
总的来说,50欧姆标准是射频和微波通信系统中一个重要的特性阻抗值,它确保了信号传输的高效性和稳定性。
遵循这一标准,工程师可以设计和维护高性能的通信网络和设备。
50欧阻抗天线设计说明
两层板(双面板)如何控制50欧特性阻抗的设计技巧我们都知道,在射频电路的设计过程中,走线保持50欧姆的特性阻抗是一件很重要的事情,尤其是在Wi-Fi产品的射频电路设计过程中,由于工作频率很高(2.4GHz或者5.8GHz),特性阻抗的控制就显得更加重要了。
如果特性阻抗没有很好的控制在50欧姆,那么将会给射频工程师的工作带来很大的麻烦。
什么是特性阻抗?是指当导体中有电子”讯号”波形之传播时,其电压对电流的比值称为”阻抗Impedance”。
由于交流电路中或在高频情况下,原已混杂有其它因素(如容抗、感抗等)的”Resistance”,已不再只是简单直流电的”欧姆电阻”(OhmicResistance),故在电路中不宜再称为”电阻”,而应改称为”阻抗”。
不过到了真正用到”Impedance阻抗”的交流电情况时,免不了会造成混淆,为了有所区别起见,只好将电子讯号者称为”特性阻抗”。
电路板线路中的讯号传播时,影响其”特性阻抗”的因素有线路的截面积,线路与接地层之间绝绿材质的厚度,以及其介质常数等三项。
目前已有许多高频高传输速度的板子,已要求”特性阻抗”须控制在某一围之,则板子在制造过程中,必须认真考虑上述三项重要的参数以及其它配合的条件。
两层板如何有效的控制特性阻抗?在四层板或者六层板的时候,我们一般会在顶层(top)走射频的线,然后再第二层会是完整的地平面,这样顶层和第二层的之间的电介质是很薄的,顶层的线不用很宽就可以满足50欧姆的特性阻抗(在其他情况相同的情况下,走线越宽,特性阻抗越小)。
但是,在两层板的情况下,就不一样了。
两层板时,为了保证电路板的强度,我们不可能用很薄的电路板去做,这时,顶层和底层(参考面)之间的间距就会很大,如果还是用原来的办法控制50欧姆的特性阻抗,那么顶层的走线必须很宽。
例如我们假设板子的厚度是39.6mil(1mm),按照常规的做法,在Polar中设计,如下图线宽70mil,这是一个近乎荒谬的结论,简直令人抓狂。
“特性阻抗”“阻抗匹配”知识详解
“特性阻抗”“阻抗匹配”知识详解人认识事物总是有一个过程,一般都是从具体到抽象。
认识特性阻抗也是一样的,在我们认识特性阻抗之前,先认识跟特性阻抗比较相关的一个物理量—电阻。
电阻是一个实实在在的物理元器件,通过欧姆定律我们可以知道,电压、电流和电阻三者之间的关系,U=I*R我们通过一个具体的电路来分析这三者之间的具体关系,请看下面的一张最简单的电路图。
这个电路图只有一个电源一个电阻和一些导线组成。
当然这个电阻的阻值也可以通过用万用表来直接测量。
特性阻抗就不一样了,用万用表测量一根50欧姆特性阻抗时,将会发现是短路的。
这就需要我们从概念上区分电阻(哪怕是刚好是50欧姆的电阻)和特性阻抗是两码事。
就像温度上面的度(摄氏度)和角度上的度一样,不是一个东西。
电阻这个物理量大家都懂,这里就不解释了。
我们来分析一下这个特性阻抗到底是何方神圣,是在什么条件下才会用这个东西的。
其实特性阻抗是和射频紧密相隔的一个物理量,在认识特性阻抗之前先认识一下射频。
我们知道电台,手机通讯信号,wifi等都是向外部发射信号能量的装置,也就是说能量是从天线射出去,能量不再回来到天线了,可以想像就像机枪向外面扫射一样,子弹打出去就不回来了。
好了,明白射频这个东西之后,我们再来到具体的传输射频能量的导线上面来。
导线上面传输的射频信号也是一样的,希望它传过去就不要反传回来了,要是有能量反传回来就说明传输的效果差了。
为了更具体的说明特性阻抗这个东西我这里打一个比方:同一个电路板上面有2根导线(假设都是很长的两根线,你能想像它有多长就有多长),因为同一个板,那么2根导线的铜皮厚度都是一样的。
两根导线,长(无限长)和厚度是一样的,只能唯一不同的是宽度了,假设1号导线宽度是1(单位),2号导线是2(单位)。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
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。
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。
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。