Kedvenc hozzáadása set Homepage
Pozíció:Home >> Hírek

termékek kategória

termékek Címkék

Fmuser Sites

A reflexiók és az állandó hullámok megértése az RF áramköri kialakításban

Date:2019/10/15 17:58:37 Hits:


A nagyfrekvenciás áramkör kialakításának két fontos, bár kissé rejtélyes jelenséget kell figyelembe vennie: a reflexiók és az álló hullámok.
Más tudományágaknak való kitettségünkből tudjuk, hogy a hullámok speciális viselkedésmódokhoz kapcsolódnak. A fényhullámok törnek, amikor az egyik közegből (például levegő) egy másik közegbe (például üvegbe) mozognak. A vízhullámok hajlamos vagy nagy sziklákkal szemben diffrakciókat mutatnak. A hanghullámok zavarják egymást, és időnként változnak a hangerő (úgynevezett „ütem”).


Az elektromos hullámok olyan viselkedésnek vannak kitéve, amelyet általában nem társítunk elektromos jelekhez. A villamos energia hullám jellegének általános ismerete ugyanakkor nem meglepő, mivel számos áramkörben ezek a hatások elhanyagolhatóak vagy nem léteznek. Lehetséges, hogy egy digitális vagy alacsony frekvenciájú analóg mérnök évekig dolgozik és sok sikeres rendszert tervezzen anélkül, hogy valaha is alaposan megértené a nagyfrekvenciás áramkörökben kiemelkedő hullámhatásokat.

Amint azt az előző oldalon tárgyaltuk, egy olyan összeköttetést, amelyre különleges magas frekvenciájú jel viselkedésnek vannak kitéve, átviteli vonalnak nevezzük. Az átviteli vonalhatások csak akkor jelentősek, ha az összeköttetés hossza a jel hullámhosszának legalább egynegyede; így nem kell aggódnunk a hullámtulajdonságok miatt, kivéve ha magas frekvenciákkal vagy nagyon hosszú összekapcsolásokkal dolgozunk.


Visszaverődés
Visszaverődés, refrakció, diffrakció, interferencia - ezek a klasszikus hullám viselkedések az elektromágneses sugárzásra vonatkoznak. De ezen a ponton még mindig az elektromos jelekkel foglalkozunk, azaz azokkal a jelekkel, amelyeket az antenna még nem alakított át elektromágneses sugárzásra, következésképpen ezek közül csak kettővel kell foglalkoznunk: visszaverődés és interferencia.

Az elektromos jelet általában egyirányú jelenségnek tekintjük; az egyik elem kimenetétől egy másik elem bemenetig halad, vagyis a forrástól a terhelésig terjed. A rádiófrekvenciás tervezés során azonban mindig tisztában kell lennünk azzal, hogy a jelek mindkét irányban mozoghatnak: a forrástól a terhelésig, természetesen, de - a reflexiók miatt - a terheléstől a forrásig is.


A húr mentén haladó hullám visszatükröződik, amikor eléri a fizikai akadályt.

Vízhullám-analógia
A reflexiók akkor fordulnak elő, amikor egy hullám folytonossággal találkozik. Képzelje el, hogy a vihar nagy vízhullámokhoz vezet, amelyek egy normál nyugodt kikötőn terjednek. Ezek a hullámok végül ütköznek egy szilárd sziklafallal. Intuitív módon tudjuk, hogy ezek a hullámok visszatükröződnek a sziklafalról és visszajutnak a kikötőbe. Ugyanakkor intuitív módon tudjuk, hogy a tengerpartra áttörő vízhullámok ritkán eredményeznek jelentős energia visszatükröződést az óceánba. Miért a különbség?

A hullámok energiát továbbítanak. Amikor a vízhullámok nyílt vízen terjednek, ez az energia egyszerűen mozog. Amikor azonban a hullám eléri a folytonosságot, megszakad az energia sima mozgása; strand vagy sziklafal esetén a hullámok terjedése már nem lehetséges. De mi történik azzal az energiával, amelyet a hullám továbbított? Nem tűnik el; vagy abszorbeáltnak vagy visszavertnek. A sziklafal nem abszorbeálja a hullámenergiát, így visszatükröződik - az energia tovább terjed hullámalakban, de ellentétes irányban. A tengerpart azonban lehetővé teszi, hogy a hullámenergia fokozatosabban és természetes módon eloszlasszon. A strand elnyeli a hullám energiáját, és így minimális visszaverődés lehetséges.


Víztől elektronokig
Az elektromos áramkörök olyan megszakításokat is mutatnak, amelyek befolyásolják a hullám terjedését; ebben az összefüggésben a kritikus paraméter az impedancia. Képzeljen el egy elektromos hullámot, amely halad tovább egy távvezetéken; ez megegyezik a vízhullámmal az óceán közepén. A hullám és a hozzá kapcsolódó energia simán terjed a forrástól a terhelésig. Végül azonban az elektromos hullám eléri rendeltetési helyét: antennát, erősítőt stb.



Egy előző oldalról tudjuk, hogy a maximális teljesítményátadás akkor történik, amikor a terhelési impedancia nagysága megegyezik a forrás impedanciájának nagyságával. (Ebben az összefüggésben a „forrás impedancia” utalhat az átviteli vonal jellegzetes impedanciájára.) Egyeztetett impedanciákkal valójában nincs megszakítás, mert a terhelés elnyelheti az egész hullám energiáját. De ha az impedanciák nem egyeznek meg, akkor az energia csak egy részét elnyelik, és a fennmaradó energiát az ellenkező irányba haladó elektromos hullám formájában tükrözik vissza.

A visszavert energia mennyiségét befolyásolja a forrás és a terhelési impedancia közötti eltérés súlyossága. A két legrosszabb eset egy nyitott áramkör és egy rövidzárlat, amely a végtelen terhelési impedanciának és a nulla terhelési impedanciának felel meg. Ez a két eset a teljes folytonosságot jelenti; egyetlen energia sem szívható fel, következésképpen az összes energia visszatükröződik.


Az egyeztetés fontossága
Ha már részt vett az RF tervezésben vagy tesztelésben, akkor tudja, hogy az impedancia illesztése a vita gyakori témája. Most megértjük, hogy a reflexiók megakadályozása érdekében az impedanciákat egyeztetni kell, de miért aggódik a reflexiók miatt?

Az első probléma egyszerűen a hatékonyság. Ha van egy erősítőnk egy antennához csatlakoztatva, akkor nem akarjuk, hogy a kimeneti teljesítmény fele visszatükröződjön az erősítőn. A lényeg az, hogy olyan villamos energiát generáljon, amely elektromágneses sugárzásgá alakul. Általánosságban azt szeretnénk, hogy az energiát a forrástól a terhelésig mozgatjuk, és ez azt jelenti, hogy a visszaverődést minimalizálni kell.

A második kérdés kissé finomabb. Az átviteli vonalon keresztül egy nem megfelelő terhelési impedanciára továbbított folyamatos jel folytonos visszaverődő jelet eredményez. Ezek az események és a visszavert hullámok egymással ellentétes irányba haladnak. Az interferencia álló hullámot eredményez, azaz egy álló hullámmintázatot, amely megegyezik a beesés és a visszavert hullámok összegével. Ez az állóhullám valóban csúcs-amplitúdó változásokat hoz létre a kábel fizikai hossza mentén; egyes helyeknél nagyobb a csúcs amplitúdója, és más helyeken alacsonyabb a csúcs amplitúdója.

Az állandó hullámok olyan feszültségeket eredményeznek, amelyek meghaladják a továbbított jel eredeti feszültségét, és bizonyos esetekben a hatás elég súlyos ahhoz, hogy kábeleket vagy alkatrészeket fizikai károsodást okozzon.


összefoglalás
Az elektromos hullámok visszaverődéstől és interferenciától vannak kitéve.
A vízhullámok visszatükröződnek, amikor fizikai akadályt, például egy kőfalat elérnek. Hasonlóképpen, az elektromos reflexió akkor fordul elő, amikor egy AC jel impedancia-folytonosságot tapasztal.
Megakadályozhatjuk a visszaverődést azáltal, hogy a terhelési impedanciát hozzáigazítjuk a távvezeték jellegzetes impedanciájához. Ez lehetővé teszi, hogy a terhelés elnyelje a hullám energiáját.
A reflexiók problematikusak, mivel csökkentik a forrásról a terhelésre átvihető energiamennyiséget.
A reflexiók álló hullámokhoz is vezetnek; az álló hullám nagy amplitúdójú része károsíthatja az alkatrészeket vagy kábeleket.


Ha rádióállomást szeretne építeni, növelje az FM rádióadóját, vagy szüksége van másra FM berendezés, ne habozzon kapcsolatba lépni velünk: zoey.zhang@fmuser.net.


Hagyjon üzenetet

név *
Email *
Telefon
Cím
Kód Lásd az ellenőrző kódot? Kattintson frissíteni!
Üzenet

Üzenetlista

Hozzászólások Loading ...
Home| Rólunk| Termékek| Hírek| Letöltések | Támogatás| Visszacsatolás| Kapcsolat| szolgáltatás
FMUSER FM / TV Broadcast egyablakos szállító
Kapcsolat