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为何50Ω占多数?同轴特性阻抗详解

时间:2023-10-13 11:22:45浏览次数:24  
标签:传输线 50 特性阻抗 欧姆 同轴 连接器 线缆

在选择同轴线缆或组件时,一般我们都会看到或者要求传输线阻抗需要保持在50欧姆,有时这也会成为传输线的特性阻抗,当然75欧姆偶尔也会被用到,为何这两者会如此固定?本期我们将从这个角度出发,探讨同轴中的另一个重要参数,特性阻抗。

其实这个问题也很简单,我们快速做一个总结,可以直接看下图。

根据实验证明,插入损耗最小,约为77欧姆。另一方面,如果绘制最大功率传输与特性阻抗的关系曲线,则最大功率约为30欧姆。当下降到最大功率传输时,特性阻抗值为30欧姆,而理论上最小衰减(损耗)的特性阻抗为77.5欧姆。

在损耗和功率之间需要权衡的RF和微波,选择传输线的阻抗值为50欧姆。另一方面,当在较长的同轴线缆(如电缆或卫星电视)中要求最小的损耗时,对功率传输的优化就不再那么担心了,因此在这些系统中使用阻抗更高的75欧姆线缆和连接器。

不同的阻抗也会有不同的应用领域,一般我们会做到如下的区分,当然这也不一定是最准确的,仍然需要参考实际需求。

50Ω阻抗连接器和线缆主要用于在双向通信系统中传输数据信号,其应用领域比较广泛,包括信号测试、计算机以太网主干网、无线天线馈电线缆、GPS全球定位卫星天线馈送线缆和手机系统等

75Ω阻抗连接器和线缆主要用于传输视频信号。其中通过线缆传输电视信号是一种典型应用,此时常用F型连接器,例如家庭有线电视天线连接。另一种应用是在DVD机、VCR、安防监控等系统和设备间传输视频信号,此时通常也称为音频/视频(A/V)线缆和连接器,此时常用BNC和RCA连接器。75Ω线缆常用为实心中心导体线缆RG59B/U和绞合中心导体线缆RG59A/U。

我们以BNC连接器作为例子,辨别这两种规格的方式非常简单,如图所示:50欧姆BNC连接器的接口处带绝缘体,而75欧姆则无绝缘体。

聊过了标题提出的问题后,我们回转过来,来看看特性阻抗这个关键参数。特性阻抗是射频传输线影响无线电波电压、电流的幅值和相位变化的固有特性,等于各处的电压与电流的比值,用V/I表示。

如果按照分布参数的理论去表示,传输线的特性阻抗可以表示为:

从上式可以看出,对于一个有耗传输线来说,特性阻抗是一个复数,有耗传输线的损耗就来自于这个传输线的电阻。而对于理想的无耗传输线来说,特性阻抗就是一个实数。

注意点:同轴电缆的特性阻抗和导体内、外直径大小及导体间介质的介电常数有关,而与工作频率传输线所接的射频器件以及传输线长短无关。对于一个已知特性阻抗的传输线来说,它与频率无关。

上面我们列出了阻抗50Ω和75Ω的同轴线缆的不同应用,接下来我们通过产品的形式看看它们各自应用环境下,在产品上会有什么区别。

标签:传输线,50,特性阻抗,欧姆,同轴,连接器,线缆
From: https://www.cnblogs.com/FROMRPITO0/p/17761661.html

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