射频特征阻抗
Characteris Impendance(特性阻抗,也稱為‘特征阻抗’)是我們經常看到并使用自己的術語之一,但非常模糊且難以解釋。以下是來自幾個不同來源的Characteris Impendance(特性阻抗)的一些定義。 (如果您檢查10個不同的來源,您會看到10種不同的描述)。
特性阻抗是電路的阻抗,當連接到任意長度的均勻傳輸線的輸出端子時,導致線路無限長。均勻傳輸線的特征阻抗或浪涌阻抗(通常寫為Z0)是沿線傳播的單個波的電壓和電流的幅度之比;也就是說,在另一個方向上沒有反射的情況下在一個方向上行進的波特征阻抗是信號在傳輸線上移動時看到的瞬時阻抗。
你能理解這個定義嗎 ?如果你已經知道什么是特征阻抗,那將是有道理的。但如果這對你來說是新的,那么這個定義就沒有多大意義了。當我第一次看到它時,對我來說就是這樣。可能沒有任何方法可以通過幾行文字來讓您清楚地理解這個概念。只是嘗試閱讀許多不同版本的解釋,你會越來越熟悉這個概念,然后你會逐漸發現它的真正含義,即使你仍然很難向其他人解釋它。
我的解釋也可能只是你從不同來源獲得的許多不同解釋的一個版本,我不希望只讀一遍或兩遍我的解釋就會讓你完全理解特性阻抗的概念。
我們假設你有一個如下所示的電路。
當您應用輸入源時,電流表(安培表)和電壓表會發生什么?如果你想到你在學校學習物理中學到的東西,答案就很簡單。由于電路是開路的(一端斷開),你會在安培表(或者電流表)中讀到“0”。但是,如果你考慮深層點,并考慮在非常短的時間范圍內的情況,如納米或微微秒間隔。如果你以微微秒級分解時間,你可能會說’我在應用輸入源后幾皮秒內會看到一些電流和電壓,因為電流會從輸入源流出并流過射頻元件直到它到達電路的末端。當電流到達電路末端時,電流將停止流動。
射頻特性阻抗的分析電路
應用上述概念,當您使用越來越長的RF傳輸元件時,您會越來越長的傳輸路徑上看到電流和電壓,因為從電源到達電路末端需要更長的時間。
如果我們假設我們可以將RF傳輸線元件的長度延長到無限長度,即使電路在末端開路,電流也會永遠流動,因為從電流源端到電路末端需要永遠的電流。在這種情況下,電流僅在從RF源的源端到末端的一個方向上流動,因為從組件的末端不會有反射。假設反射僅發生在傳輸線組件的末尾,則信號不會被反射,因為它將花費無限時間(意味著永遠不會發生)到達傳輸線組件的末尾。
如果在這種理想條件下測量電流和電壓,可以按如下方式計算阻抗。
Z = V / I.
在這種理想條件下測量的Z(阻抗)稱為“特性阻抗”,因為該測量值由RF傳輸線組件的物理/電氣特性(例如,材料,物理尺寸,形狀等)確定。
無限長傳輸線組件分析特性阻抗的概念
當然,實際上你不能建立這種理想的電路,因為你不能制造任何無限長度的射頻元件。
所以讓我們想一想更實用的方法。 假設您有一個如下所示的電路。 在該電路中,電路未打開,現在它是一個閉合電路,它被標記為Z_L(負載阻抗)的負載閉合。
具有負載阻抗的射頻傳輸系統
假設您只是為負載阻抗設置任意值,您將在安培計和萬用表上相應地看到一些值。 但是,在大多數情況下,您在儀表中讀取的值與您在上面描述的理想情況下看到的值不同,因為信號的某些部分(源功率)會在RF組件的末尾反射回來。
通過大量的試驗和很多運氣(?),您可以找到一個特定的Z_L值,在該值上您可以看到與上述理想情況相同的安培表值和電壓表(Votimeter)值,此條件下的特定Z_L值變得與作為元件的特征阻抗相同 。 這意味著Z_L(負載阻抗)產生的效果是將RF分量延長到無限長度。 (這是本頁開頭第一個定義的含義)
兩種射頻特征阻抗的含義
現在回到本頁的開頭,閱讀特征阻抗的示例定義,看看它是否對您有意義。 如果它還沒有明確的意義,請閱讀其他一些材料,并嘗試從谷歌,百度或其他教科書中搜索的與特性阻抗相關的任何內容。
總結
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