Tambahkan Favorit set Homepage
Posisi:Beranda >> Berita >> Proyek

produk Kategori

produk Tags

Situs Fmuser

Jalur Transmisi dan RF

Date:2020/5/22 11:32:47 Hits:


Sinyal RF Kehidupan Nyata
Interkoneksi frekuensi tinggi memerlukan pertimbangan khusus karena sering berperilaku bukan sebagai kabel biasa tetapi sebagai saluran transmisi.

Dalam sistem frekuensi rendah, komponen dihubungkan oleh kabel atau jejak PCB. Resistansi elemen konduktif ini cukup rendah untuk diabaikan dalam kebanyakan situasi.

Aspek desain dan analisis rangkaian ini berubah secara dramatis dengan meningkatnya frekuensi. Sinyal RF tidak bergerak di sepanjang kabel atau jejak PCB dengan cara langsung yang kami harapkan berdasarkan pengalaman kami dengan sirkuit frekuensi rendah.

Jalur Transmisi
Perilaku interkoneksi RF sangat berbeda dari kabel biasa yang membawa sinyal frekuensi rendah — sangat berbeda, pada kenyataannya, sehingga terminologi tambahan digunakan: saluran transmisi adalah kabel (atau hanya sepasang konduktor) yang harus dianalisis menurut dengan karakteristik perambatan sinyal frekuensi tinggi.

Pertama, mari kita perjelas dua hal:
Kabel vs. Jejak
"Kabel" adalah kata yang mudah namun tidak tepat dalam konteks ini. Kabel koaksial tentu saja merupakan contoh klasik dari saluran transmisi, tetapi jejak PCB juga berfungsi sebagai saluran transmisi. Jalur transmisi "microstrip" terdiri dari jejak dan bidang tanah di dekatnya, sebagai berikut:



Jalur transmisi "stripline" terdiri dari jejak PCB dan dua bidang tanah:




Jalur transmisi PCB sangat penting karena karakteristiknya dikendalikan langsung oleh perancang. Ketika kita membeli kabel, sifat fisiknya tetap; kami hanya mengumpulkan informasi yang diperlukan dari lembar data. Saat meletakkan PCB RF, kita dapat dengan mudah menyesuaikan dimensi — dan dengan demikian karakteristik listrik — dari saluran transmisi sesuai dengan kebutuhan aplikasi.

Kriteria Jalur Transmisi
Tidak setiap interkoneksi frekuensi tinggi adalah saluran transmisi; istilah ini merujuk terutama pada interaksi listrik antara sinyal dan kabel, bukan pada frekuensi sinyal atau karakteristik fisik kabel. Jadi kapan kita perlu memasukkan efek saluran transmisi ke dalam analisis kita?

Gagasan umum adalah bahwa efek saluran transmisi menjadi signifikan ketika panjang saluran sebanding dengan atau lebih besar dari panjang gelombang sinyal. Pedoman yang lebih spesifik adalah seperempat dari panjang gelombang:

* Jika panjang interkoneksi kurang dari seperempat dari panjang gelombang sinyal, analisis saluran transmisi tidak diperlukan. Interkoneksi itu sendiri tidak secara signifikan mempengaruhi perilaku kelistrikan sirkuit.


* Jika panjang interkoneksi lebih besar dari seperempat panjang gelombang sinyal, efek saluran transmisi menjadi signifikan, dan pengaruh interkoneksi itu sendiri harus diperhitungkan.


Ingat bahwa panjang gelombang sama dengan kecepatan propagasi dibagi dengan frekuensi:





Jika kita mengasumsikan kecepatan rambat 0.7 kali kecepatan cahaya, kita memiliki panjang gelombang berikut:


 

Ambang saluran transmisi yang sesuai adalah sebagai berikut:


 

Jadi untuk frekuensi yang sangat rendah, efek saluran transmisi dapat diabaikan. Untuk frekuensi menengah, hanya kabel yang sangat panjang yang memerlukan pertimbangan khusus. Namun, pada 1 GHz banyak jejak PCB harus diperlakukan sebagai saluran transmisi, dan ketika frekuensi naik ke puluhan gigahertz, saluran transmisi menjadi di mana-mana.

Impedansi Karakteristik
Properti terpenting dari saluran transmisi adalah impedansi karakteristik (dilambangkan dengan Z0). Secara keseluruhan ini adalah konsep yang cukup mudah, tetapi pada awalnya dapat menyebabkan kebingungan.

Pertama, catatan tentang terminologi: "Perlawanan" mengacu pada oposisi terhadap aliran apa pun saat ini; tidak tergantung pada frekuensi. "Impedansi" digunakan dalam konteks sirkuit AC dan sering merujuk pada hambatan yang bergantung pada frekuensi. Namun, kadang-kadang kita menggunakan "impedansi" di mana "perlawanan" secara teoritis akan lebih sesuai; misalnya, kita dapat merujuk pada "impedansi keluaran" dari rangkaian resistif murni.

Dengan demikian, penting untuk memiliki gagasan yang jelas tentang apa yang kami maksud dengan “impedansi karakteristik.” Ini bukan hambatan konduktor sinyal di dalam kabel — impedansi karakteristik umum adalah 50 Ω, dan resistansi DC 50 Ω untuk kabel pendek akan sangat tinggi. Berikut adalah beberapa poin penting yang membantu untuk menjelaskan sifat impedansi karakteristik:

Impedansi karakteristik ditentukan oleh sifat fisik saluran transmisi; dalam kasus kabel koaksial, itu adalah fungsi dari diameter dalam (D1 pada diagram di bawah), diameter luar (D2), dan permitivitas relatif insulasi antara konduktor dalam dan luar.





Impedansi karakteristik bukan fungsi dari panjang kabel. Ini hadir di mana-mana di sepanjang kabel, karena itu hasil dari kapasitansi dan induktansi yang melekat kabel.

 




Dalam diagram ini, masing-masing induktor dan kapasitor digunakan untuk mewakili kapasitansi dan induktansi terdistribusi yang secara terus-menerus hadir sepanjang kabel.
 

* Dalam praktiknya, impedansi saluran transmisi tidak relevan di DC, tetapi saluran transmisi teoretis dengan panjang tak terbatas akan menghadirkan impedansi karakteristiknya bahkan ke sumber DC seperti baterai. Hal ini terjadi karena saluran transmisi yang panjang dan tak terhingga akan terus menerus menarik arus dalam upaya untuk mengisi pasokan kapasitansi terdistribusi yang tak terbatas, dan rasio tegangan baterai dengan arus pengisian akan sama dengan impedansi karakteristik.


* Impedansi karakteristik saluran transmisi adalah murni resistif; tidak ada pergeseran fasa yang diperkenalkan, dan semua frekuensi sinyal merambat pada kecepatan yang sama.


 * Secara teoritis ini hanya berlaku untuk saluran transmisi lossless — yaitu, saluran transmisi yang tidak memiliki resistansi sepanjang konduktor dan resistansi tak terbatas di antara konduktor. Jelas saluran seperti itu tidak ada, tetapi analisis lossless-line cukup akurat ketika diterapkan pada saluran transmisi low-loss yang sebenarnya.


Refleksi dan Pencocokan
Impedansi saluran transmisi tidak dimaksudkan untuk membatasi aliran arus dengan cara yang biasa dilakukan oleh resistor. Impedansi karakteristik hanyalah hasil yang tidak terhindarkan dari interaksi antara kabel yang terdiri dari dua konduktor dalam jarak dekat. Pentingnya impedansi karakteristik dalam konteks desain RF terletak pada kenyataan bahwa perancang harus mencocokkan impedansi untuk mencegah refleksi dan mencapai transfer daya maksimum. Ini akan dibahas di halaman berikutnya.

Kesimpulan

* Interkoneksi dianggap sebagai saluran transmisi ketika panjangnya setidaknya seperempat dari panjang gelombang sinyal.


* Kabel koaksial biasanya digunakan sebagai saluran transmisi, meskipun jejak PCB juga melayani tujuan ini. Dua jalur transmisi PCB standar adalah microstrip dan stripline.


* Interkoneksi PCB biasanya pendek, dan akibatnya mereka tidak menunjukkan perilaku saluran transmisi sampai frekuensi sinyal mendekati 1 GHz.


* Rasio tegangan terhadap arus dalam saluran transmisi disebut sebagai impedansi karakteristik. Ini adalah fungsi dari sifat-sifat fisik kabel, meskipun tidak dipengaruhi oleh panjang, dan untuk garis ideal (yaitu, lossless) itu murni resistif.



Tinggalkan pesan 

Nama *
Email *
Nomor Hp / Telephone
Alamat
Kode Lihat kode verifikasi? Klik menyegarkan!
Sambutan dari Manajer Umum PT. LUHAI INDUSTRIAL
 

Daftar pesan

Komentar Loading ...
Beranda| Tentang Kami| Produk| Berita| Unduh| Bantuan| Umpan Balik| Hubungi Kami| Pelayanan

Hubungi: Zoey Zhang Web: www.fmuser.net

Whatsapp / Wechat: +86 183 1924 4009

Skype: email tomleequan: [email dilindungi] 

Facebook: FMUSERBRADCAST Youtube: FMUSER ZOEY

Alamat dalam bahasa Inggris: Room305, HuiLanGe, No.273 HuangPu Road West, Distrik TianHe., GuangZhou, Tiongkok, 510620 Alamat dalam bahasa Mandarin: 广州市天河区黄埔大道西273号惠兰阁305(3E)