50омявляется наиболее распространенным сопротивлением дляВЧ-разъемы. Настолько банально, что неудивительно. Почему 50ом? 30омхорошо? Как насчет 100ом? Кто установил этот стандарт? Сегодня мы поговорим о плюсах и минусах 50ом.
Проектирование радиочастотных цепей — сложный процесс. Это особенно верно для людей с синдромом трудного выбора, таких как я. Один дизайн работает лучше, другой меньше, а другой дешевле. Есть ли хорошие, маленькие и дешевые модели? Я думаю, что должно быть, поэтому я каждый раз ищу лучшее решение. Можно сказать, что этот постоянный процесс запутывания проходит через весь цикл разработки проекта. 50омтакже компромисс, который пришел и ушел. Откуда этот компромисс? Вечная тема проектирования радиочастотных цепей — мощность и потребляемая мощность. Как передать максимальную мощность? Как минимизировать энергопотребление? Никакое потребление не существует только в идеале, а потребление есть реальность. 50омявляется значением в балансе максимальной мощности и минимальных потерь.
Возьмем в качестве примера наш наиболее часто используемый коаксиальный кабель. Посмотрите, какое значение импеданса составляет 50 Ом?
На рисунке выше представлена принципиальная схема коаксиальной линии, состоящей из внутреннего проводника и внешнего проводника. Поскольку внутренний проводник и внешний проводник коаксиальны, это называется коаксиальной линией. Основным режимом коаксиальной передачи является режим ТЕМ. В дополнение к удвоению частоты TEM-моды, моды более высокого порядка также имеют TE- и TM-моды, вызванные полостью. Все коаксиальные линии, которые мы используем, работают в режиме TEM, а распределение поля показано на следующем рисунке: электрическое поле направлено от внешней поверхности внутреннего проводника к внутренней поверхности внешнего проводника, а магнитное поле окружает внутреннего проводника и периодически распределяется в направлении длины.
Стабильный рабочий режим, сверхширокая рабочая полоса пропускания, сверхнизкие потери при передаче, коаксиальный кабель полюбился большинству радиоинженеров с момента его изобретения. Он во много раз лучше своего старого предшественника Double Line. Поэтому, начиная с 1930-х годов, инженеры ВЧ начали поиск оптимального коаксиального кабеля, обеспечивающего наибольшую передачу мощности и напряжения и наименьшие потери.
Но чем глубже проводились исследования, тем больше инженеров обнаруживали, что это казалось невозможным. Почему?
Во-первых, импеданс, соответствующий наибольшей мощности, составляет 30 Ом.ом, а полное сопротивление, соответствующее наибольшему напряжению, равно 60ом. Они совершенно разные. Как показано ниже
Что еще более важно, минимальные потери соответствуют более высокому волновому сопротивлению 77 Ом.ом.
Трое очень разные. Если вы мне не верите, попробуйте согласование импеданса, чтобы увидеть, насколько изменится эхо? Это не имеет ничего общего с 50ом. Компромисс здесь. Инженеры любят усреднять. Среднее арифметическое максимального импеданса мощности и минимального импеданса потерь составляет 53,5.ом. Это близко к 50? Существует также среднее геометрическое 48.ом. То есть диапазон импеданса 48омдо 53омявляется приемлемым для радиотехнических инженеров, не слишком сильно влияя на мощность и потери сигнала. Поэтому значение 50омродился. Постепенно он стал стандартным значением для радиочастотного проектирования.Вот где 50омприходит. Конечно, в некоторых особых случаях 75оми 30омтакже будет использоваться.
Каковы преимущества установки этого стандарта импеданса?
В дополнение к упомянутому выше компромиссу между мощностью и потерями, что более важно, 50омявляется стандартом порта для радиочастотных устройств. Радиочастотная система состоит из множества радиочастотных модулей, и когда мы проектируем один радиочастотный модуль, нам нужно только установить порт на 50ом, чтобы порт можно было легко подобрать при интеграции системы.
Конечно, это только идеальная ситуация, и нам трудно добиться полных 50 лет.омв реальной схемотехнике. Например, обратные потери нашего порта иногда могут составлять всего 10 дБ. Но помните, это эхо 10 дБ только для импеданса порта 50 Ом.ом. Если вы измените импеданс, производительность сильно изменится. Этот импеданс порта 50 Ом является импедансом нашего порта тестовой линии, поэтому перед тестированием нам необходимо выполнить калибровку, чтобы убедиться, что порт тестовой линии равен 50 Ом.ом.
Elecbee является крупным дистрибьютором Dongguan Dosin Hardware Electronics Co., Ltd. (10 ведущих производителей разъемов). Тщательно обработанные материалы, прочные и практичные для долговечной круглогодичной эксплуатации. Интенсивное качество машины при низком износе обеспечивает высокую экономическую эффективность для клиентов. Если вам нужны решения для разъемов, свяжитесь с нами по телефону +86 18271418329 или отправьте электронное письмо по адресу: service@elecbee.com, мы готовы помочь в любое время и надеемся на сотрудничество с вами.