50ohmè l\'impedenza più comune perConnettori RF. Così banale che non sorprende. Perché 50ohm? 30ohmbene? Che ne dici di 100ohm? Chi ha stabilito questo standard? Oggi parleremo dei dettagli di 50ohm.
La progettazione di circuiti RF è un processo intricato. Questo è particolarmente vero per qualcuno con la sindrome di scelta difficile come me. Un design funziona meglio, uno è più piccolo e l\'altro è meno costoso. Ci sono modelli buoni, piccoli ed economici là fuori? Penso che dovrebbe esserci, quindi cerco ogni volta la soluzione migliore. Si può dire che questo processo di entanglement costante attraversi l\'intero ciclo di sviluppo del progetto. 50ohmè anche un compromesso che è venuto e andato. Da dove viene questo compromesso? Un argomento eterno nella progettazione di circuiti RF è la potenza e il consumo di energia. Come trasmettere la massima potenza? Come ridurre al minimo il consumo di energia? Nessun consumo esiste solo nell\'ideale, e il consumo è la realtà. 50ohmè un valore nel rapporto tra potenza massima e minima perdita.
Prendi come esempio il nostro cavo coassiale più comunemente usato. Guarda che tipo di valore di impedenza è 50 ohm?
La figura sopra è un diagramma schematico di una linea coassiale, che consiste in un conduttore interno e un conduttore esterno. Poiché il conduttore interno e il conduttore esterno sono coassiali, viene chiamata linea coassiale. La modalità principale di trasmissione coassiale è la modalità TEM. Oltre al raddoppio della frequenza della modalità TEM, le modalità di ordine superiore hanno anche modalità TE e TM causate dalla cavità. Le linee coassiali che utilizziamo funzionano tutte in modalità TEM e la distribuzione del campo è mostrata nella figura seguente: il campo elettrico è dalla superficie esterna del conduttore interno alla superficie interna del conduttore esterno e il campo magnetico circonda il conduttore interno ed è periodicamente distribuito nella direzione della lunghezza.
Modalità di lavoro stabile, larghezza di banda di lavoro super ampia, perdita di trasmissione super bassa, cavo coassiale è stato amato dalla maggior parte degli ingegneri RF sin dalla sua invenzione. È molte volte migliore del suo vecchio predecessore, Double Line. Così, a partire dagli anni \'30, gli ingegneri RF iniziarono a cercare un cavo coassiale ottimale: il massimo trasferimento di potenza e tensione e la minima perdita.
Ma più profonda è la ricerca, più ingegneri hanno scoperto che questo sembrava impossibile. perché?
Innanzitutto, l\'impedenza corrispondente alla massima capacità di alimentazione è 30ohme l\'impedenza corrispondente alla tensione maggiore è 60ohm. I due sono abbastanza diversi. Come mostrato di seguito
Ancora più importante, la perdita minima corrisponde a un\'impedenza caratteristica maggiore di 77ohm.
I tre sono molto diversi. Se non mi credi, prova la corrispondenza dell\'impedenza per vedere quanto cambia l\'eco? Questo non ha nulla a che fare con 50ohm. Il compromesso è qui. Agli ingegneri piace fare la media. La media aritmetica dell\'impedenza di potenza massima e dell\'impedenza di perdita minima è 53,5ohm. È vicino a 50? C\'è anche una media geometrica di 48ohm. Vale a dire, l\'intervallo di impedenza di 48ohma 53ohmè accettabile per gli ingegneri RF senza compromettere la capacità di alimentazione e la perdita di segnale. Pertanto, il valore di 50ohmsono nato. È diventato gradualmente un valore standard per la progettazione RF.Ecco dove 50ohmentra. Naturalmente, in alcune occasioni specifiche, 75ohme 30ohmsarà anche utilizzato.
Quali sono i vantaggi dell\'impostazione di questo standard di impedenza?
Oltre al compromesso tra potere e perdita menzionato sopra, cosa ancora più importante, 50ohmè uno standard di porta per i dispositivi RF. Un sistema a radiofrequenza è costituito da molti moduli a radiofrequenza e quando progettiamo un singolo modulo a radiofrequenza, dobbiamo solo impostare la porta su 50ohm, in modo che la porta possa essere facilmente abbinata quando il sistema è integrato.
Naturalmente, questa è solo una situazione ideale ed è difficile per noi raggiungere i 50 pieniohmnella progettazione del circuito reale. Ad esempio, la nostra perdita di ritorno della porta a volte può essere solo di 10 dB. Ma ricorda, questo eco di 10dB è solo per l\'impedenza della porta di 50ohm. Se si cambia l\'impedenza, le prestazioni cambieranno notevolmente. Questa impedenza della porta di 50 ohm è l\'impedenza della nostra porta della linea di test, quindi prima del test, dobbiamo calibrare per garantire che la porta della linea di test sia 50ohm.
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