同轴线的阻抗为什么一般为50或75欧
同轴电缆75和50区别同轴电缆介绍

同轴电缆75和50区别同轴电缆介绍射频线缆组件:被忽视的系统元器件作者:Dave Slack时代微波系统(Times Microwave Systems)射频线缆组件通常是只是被视为系统附件,而不是完整系统中的组成部份。
但要指出的是,一个微波线缆组件不“仅仅只是一根简单线缆”。
它是一个无源的、TEM模式的微波元件,并且是一个完整微波系统的必要组成部份。
在设计微波系统使其在恶劣环境下工作时,必须事先对线缆选择有所考虑,以免对整个系统的工作寿命有所影响。
本篇文章将分两部分来讨论射频线缆组件的各种重要特性及如何以降低某些性能为代价来优化某些特定的属性。
这里涉及到“权衡”的概念。
有了合理的设计及成熟的生产技术,射频线缆可以在优化某些特性的同时减少降低其他性能。
而在长电缆组件上的两个连接器是被电缆的当微波线缆组件只是面对某种特定的机损耗所相互隔离的。
械或环境影响因素,针对性的设计可以相当连接器有两个非常重要的功能。
第一,有效。
但当多种影响因素同时存在时,线缆物理上它可将线缆组件固定在合适的位置。
的优化设计就将变得非常复杂。
不然,电信号传输将会出现间断或中断现一个典型案例就是设计一种可以耐强挤象。
第二,它必须使设备与电缆之间线性匹压的线缆。
可以有几种方法来实施设计。
配。
在低频时这种线性传输只是个相对简单线缆设计可采用牢固的钢管作为线缆外的机械几何学问题。
而在射频和微波频率导体。
这类结构具有超强的抗压能力但其柔时,接头的设计必须有周全的考虑,不仅要软性很差,受限于最小弯曲半径及反复弯曲考虑机械尺寸而且还要考虑电磁问题。
次数。
没有适当尺寸补偿的接头设计会导致糟若要求线缆具有很小的弯曲半径或能够糕的VSWR。
以前,这类设计被认为是“黑进行反复弯曲,这就需要采用柔性结构设计色艺术”,而且试验和错误是高性能连接器外导体。
较典型的结构属于编织构造,但它设计所无法避免的。
今天,复杂的计算机模无法像钢管那样抗强挤压。
基于编织结构及拟软件在连接器设计和生产中起到至关紧要不同设计的线缆可以有不同的抗挤压能力,的作用。
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。
同轴电缆阻抗

同轴电缆阻抗:连接网络的关键同轴电缆在数字通信领域有着广泛的应用,其性能优异,传输速率高。
而同轴电缆的阻抗则是影响其性能的一个重要因素。
同轴电缆的阻抗是指在同轴电缆中电信号传输时的阻力大小。
通俗来讲,这就相当于电信号传输时的水管大小,如果管子太小,水流就会受阻,这样就会降低传输的速度,反之,如果水管太大,就会浪费水资源。
同样的道理,当同轴电缆的阻抗与接收器或发送器的阻抗不匹配时,就会出现反射,导致信号损失、抖动、干扰等问题。
因此,匹配同轴电缆阻抗至关重要。
一般来讲,同轴电缆的阻抗为50或75欧姆,而大多数接收器和发送器也都设计为50或75欧姆,这样才能保证信号传输的质量。
除了同轴电缆阻抗的匹配,同轴电缆使用的场所以及电缆本身的质量同样会影响其性能。
通常情况下,同轴电缆应在地下或受人为损坏小的场所使用,避免被机械损坏;同时,电缆的绝缘材料应具有良好的绝缘性、阻燃性和抗老化性,这些都是保障同轴电缆传输质量的重要因素。
综上所述,同轴电缆阻抗是影响其性能的一个重要因素,合理选择同轴电缆及相关设备,匹配好阻抗,可以保证信号传输的质量。
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。
射频系统采用50Ohm的原因

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。
在实际应用中绝缘层一般采用聚乙烯材料,其介电常数为2.3,当空气作为绝缘层得出最小衰减的特征阻抗为77,换做聚乙烯时,Z0=77/sqrt(2.3)=50。
50及75ohm阻抗匹配的由来

对于给定的 bBiblioteka 可求得当 ( b ⁄ a ) =
e 时,上式有最大值,此时
Z 0 = 60 ln ( b ⁄ a ) = 30 Ω
• 另一方面,同轴电缆的衰减常数 α 可以近似表示为
r α ≈ -------2 Z0
假定损耗完全由趋肤效应所引起,那么
1 - 1 1 r = ------------- + -- ,δ = 2 π δσ a b 2 ----------ωµσ
b a
若使用空气介质 , Z 0 = 60 ln ( b ⁄ a ) , 所传输的最大功率为
2 ⋅ b2 2 Ed [ aE d ln ( b ⁄ a ) ] 2 Vp ln ( b ⁄ a ) - ⋅ ------------------- = ------------------------------------ = --------------P = -------2 2 ⋅ 60 ( b ⁄ a ) 2 Z0 2 ⋅ 60 ln ( b ⁄ a )
α 可以改写为
1 (1 + b ⁄ a) - ⋅ ----------------------α ≈ k ⋅ -b ln ( b ⁄ a )
其中 k 为一个常数。对于给定的 b,当 ( b ⁄ a ) ≈ 3.59 时 α 存在最小值,此时 Z0=77Ω • 综合以上两点, 50 或 75Ω 的阻抗值是同轴电缆功率传输能力和信号衰减 的折衷取值
50/75Ω匹配的由来
• 这是由同轴电缆的大功率传输能力和衰减特性导出的 • 同轴电缆能够传输的最大信号强度受其介质击穿电压 / 电场 的限制,对于空气,这一电场为 Ed=3×106 V/m,相应电压
µr b 为 V p = aE d ln ( b ⁄ a ) ; 同轴电缆的特征阻抗为 Z 0 = 60 ---- ln --, εr a
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。
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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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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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6 0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,3 0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30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。