50ohmes la impedancia más común paraconectores de radiofrecuencia. Tan banal que no sorprende. porque 50ohm? 30ohm¿okey? ¿Qué hay de 100ohm? ¿Quién estableció este estándar? Hoy hablaremos de los entresijos de 50ohm.
El diseño de circuitos de RF es un proceso complicado. Esto es especialmente cierto para alguien con síndrome de elección difícil como yo. Un diseño funciona mejor, uno es más pequeño y el otro es menos costoso. ¿Existen diseños buenos, pequeños y baratos? Creo que debería haberlo, así que siempre busco la mejor solución. Se puede decir que este proceso de enredo constante se extiende a lo largo de todo el ciclo de desarrollo del proyecto. 50ohmes también un compromiso que ha ido y venido. ¿De dónde viene este compromiso? Un tema eterno en el diseño de circuitos de RF es la potencia y el consumo de energía. ¿Cómo transmitir la máxima potencia? ¿Cómo minimizar el consumo de energía? No existe consumo solo en lo ideal, y el consumo es la realidad. 50ohmes un valor en el equilibrio de potencia máxima y pérdida mínima.
Tome como ejemplo nuestro cable coaxial más utilizado. Mire qué tipo de valor de impedancia es de 50 ohmios.
La figura de arriba es un diagrama esquemático de una línea coaxial, que consta de un conductor interno y un conductor externo. Debido a que el conductor interno y el conductor externo son coaxiales, se llama línea coaxial. El principal modo de transmisión coaxial es el modo TEM. Además de la duplicación de frecuencia del modo TEM, los modos de orden superior también tienen modos TE y TM causados por la cavidad. Las líneas coaxiales que utilizamos funcionan todas en modo TEM, y la distribución del campo se muestra en la siguiente figura: el campo eléctrico va desde la superficie exterior del conductor interior hasta la superficie interior del conductor exterior, y el campo magnético rodea el conductor interno y se distribuye periódicamente en la dirección longitudinal.
Modo de trabajo estable, ancho de banda de trabajo súper amplio, pérdida de transmisión súper baja, el cable coaxial ha sido amado por la mayoría de los ingenieros de RF desde su invención. Es muchas veces mejor que su antiguo predecesor, Double Line. Entonces, a partir de la década de 1930, los ingenieros de RF comenzaron a buscar un cable coaxial óptimo: la mayor transferencia de potencia y voltaje, y la menor pérdida.
Pero cuanto más profunda era la investigación, más ingenieros descubrían que esto parecía imposible. ¿por qué?
Primero, la impedancia correspondiente a la mayor capacidad de potencia es 30ohm, y la impedancia correspondiente al mayor voltaje es 60ohm. Los dos son bastante diferentes. Como se muestra abajo
Más importante aún, la pérdida mínima corresponde a una impedancia característica más alta de 77ohm.
Los tres son muy diferentes. Si no me cree, intente igualar la impedancia para ver cuánto cambia el eco. Esto no tiene nada que ver con 50ohm. El compromiso está aquí. A los ingenieros les gusta promediar. El promedio aritmético de la impedancia de potencia máxima y la impedancia de pérdida mínima es 53.5ohm. ¿Está cerca de los 50? También hay una media geométrica de 48ohm. Es decir, el rango de impedancia de 48ohma 53ohmes aceptable para los ingenieros de RF sin afectar demasiado la capacidad de potencia y la pérdida de señal. Por lo tanto, el valor de 50ohmnació. Se ha convertido gradualmente en un valor estándar para el diseño de RF.ahí es donde 50ohmentra. Por supuesto, en algunas ocasiones puntuales, 75ohmy 30ohmtambién se utilizará.
¿Cuáles son los beneficios de establecer este estándar de impedancia?
Además de la compensación de potencia y pérdida mencionada anteriormente, lo que es más importante, 50ohmes un puerto estándar para dispositivos RF. Un sistema de radiofrecuencia consta de muchos módulos de radiofrecuencia, y cuando diseñamos un solo módulo de radiofrecuencia, solo necesitamos configurar el puerto a 50ohm, para que el puerto se pueda combinar fácilmente cuando el sistema está integrado.
Por supuesto, esta es solo una situación ideal, y es difícil para nosotros alcanzar los 50ohmen el diseño de circuitos reales. Por ejemplo, nuestra pérdida de retorno de puerto a veces solo puede ser de 10 dB. Pero recuerde, este eco de 10dB es solo para la impedancia del puerto de 50ohm. Si cambia la impedancia, el rendimiento cambiará mucho. Esta impedancia de puerto de 50 ohmios es la impedancia de nuestro puerto de línea de prueba, por lo que antes de realizar la prueba, debemos calibrar para asegurarnos de que el puerto de línea de prueba sea de 50ohm.
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