技術(shù)資訊 | 如何使用標(biāo)準(zhǔn)50歐姆同軸電纜進(jìn)行高功率和高壓傳輸

本文要點(diǎn)

• 對(duì)于射頻電路中的阻抗匹配，普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)阻抗是50歐姆。
• 50歐姆同軸電纜用于微波發(fā)射機(jī)、翻譯器、調(diào)頻低功率系統(tǒng)、業(yè)余頻率系統(tǒng)和雙向無(wú)線電。
• 要求低衰減的系統(tǒng)的標(biāo)準(zhǔn)阻抗選擇是75歐姆。

50歐姆同軸電纜適用于高壓、大功率環(huán)境

傳輸線阻抗是射頻電子學(xué)的一個(gè)重要方面，因?yàn)樗鼧O大地影響信號(hào)的質(zhì)量。傳輸線端接通常采用標(biāo)準(zhǔn)阻抗，以實(shí)現(xiàn)阻抗匹配。普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)傳輸線阻抗是50歐姆。在本文中，我們將探討標(biāo)準(zhǔn)50歐姆阻抗在射頻電路中防止信號(hào)干擾和保持信號(hào)質(zhì)量方面的重要性。

1.阻抗失配與信號(hào)反射

在射頻電路中，輸入信號(hào)被信號(hào)反射產(chǎn)生的噪聲打斷。通常，信號(hào)反射是由于阻抗失配引起的。源和負(fù)載阻抗之間的任何不匹配都會(huì)產(chǎn)生信號(hào)反射到輸入端，并影響信號(hào)完整性、電路可靠性、數(shù)據(jù)安全性和輸出質(zhì)量。當(dāng)阻抗失配的嚴(yán)重程度增加時(shí)，信號(hào)反射變得強(qiáng)烈并干擾輸入信號(hào)，使其產(chǎn)生噪聲。為了減輕射頻電路中的信號(hào)反射，最可行的解決方案是阻抗匹配。

2. 射頻電路中的阻抗匹配

在射頻電路中，阻抗匹配是限制信號(hào)反射的關(guān)鍵。阻抗匹配是通過(guò)使源阻抗等于負(fù)載阻抗來(lái)實(shí)現(xiàn)的。阻抗匹配的直接方法是設(shè)計(jì)射頻元件和傳輸線，使其特性阻抗與負(fù)載阻抗相匹配。然而，這種阻抗匹配方法在大多數(shù)情況下是一個(gè)反復(fù)出現(xiàn)的過(guò)程。對(duì)射頻電路所做的任何修改都可能導(dǎo)致特性阻抗的變化，這就需要下一次阻抗匹配的迭代。在射頻電路中，最實(shí)用的方法是選擇一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)阻抗來(lái)建立阻抗匹配。

3. 標(biāo)準(zhǔn)阻抗

對(duì)于射頻電路中的阻抗匹配，普遍接受的標(biāo)準(zhǔn)阻抗是50歐姆。使用50歐姆的標(biāo)準(zhǔn)阻抗使信號(hào)反射最小化，并使功率傳輸最大化。然而，50歐姆并不是射頻阻抗匹配的神奇數(shù)字;建立阻抗匹配沒(méi)有完美的阻抗，標(biāo)準(zhǔn)阻抗可以取任意值。

50歐姆的值是必不可少的，因?yàn)樵O(shè)計(jì)師和制造商已經(jīng)同意這個(gè)特定的值在RF設(shè)計(jì)界被普遍接受。大多數(shù)射頻組件，如天線、衰減器、ic和同軸電纜，都是為標(biāo)準(zhǔn)50歐姆阻抗值而設(shè)計(jì)的。

4.50歐姆同軸電纜

同軸電纜是射頻電路的傳輸線，用于承載輸入信號(hào)和輸出信號(hào)。它們有多種阻抗。同軸電纜阻抗值的選擇取決于所選電纜阻抗處的信號(hào)頻率和信號(hào)損耗。高壓同軸電纜的理想阻抗為60歐姆。適用于大功率傳輸?shù)耐S電纜阻抗值為30歐姆。那么，50歐姆值是如何成為標(biāo)準(zhǔn)阻抗的呢?選擇支持高效功率傳輸?shù)?0歐姆同軸電纜會(huì)導(dǎo)致電壓處理能力差。同樣，60歐姆的同軸電纜只適合以最小的損耗傳輸高壓信號(hào)，但功率處理效率卻達(dá)到了真正的最低點(diǎn)。30歐姆和60歐姆的同軸電纜在高壓和高功率應(yīng)用中都是很糟糕的。標(biāo)準(zhǔn)的50歐姆同軸電纜是一個(gè)很好的折中方案。

5.應(yīng)用

50歐姆同軸電纜通常用于微波發(fā)射機(jī)、翻譯器、調(diào)頻低功率系統(tǒng)、業(yè)余頻率系統(tǒng)和雙向無(wú)線電。然而，重要的是要記住，50歐姆電纜不是射頻系統(tǒng)可用的唯一標(biāo)準(zhǔn)阻抗。

6. 替代方案

一個(gè)值得注意的50歐姆同軸電纜的替代方案是75歐姆電纜。對(duì)于需要低衰減的系統(tǒng)(主要是甚高頻應(yīng)用)，標(biāo)準(zhǔn)阻抗選擇是75歐姆。75歐姆同軸電纜在有線電視系統(tǒng)、蜂窩助推器、視頻和音頻應(yīng)用中也很流行。在設(shè)計(jì)射頻系統(tǒng)時(shí)，確定標(biāo)準(zhǔn)阻抗是很重要的。無(wú)論選擇的標(biāo)準(zhǔn)阻抗是50歐姆還是75歐姆，都需要PCB設(shè)計(jì)軟件來(lái)構(gòu)建RF電路。領(lǐng)先的電子供應(yīng)商依靠Cadence的產(chǎn)品來(lái)優(yōu)化各種市場(chǎng)應(yīng)用的功率、空間和能源需求。歡迎大家留言，聯(lián)系我們~