¿Hace impedancias implica cualquier práctica RF transmisor debe residuos > = 50% de la energía?

Question

De acuerdo con el teorema de máxima transferencia de potencia, cuando una fuente fija de la impedancia, la impedancia de la carga debe ser elegido para que coincida con la impedancia de la fuente para lograr la máxima transferencia de potencia.

Por otro lado, si la impedancia de la fuente no está fuera del alcance de los diseñadores, en lugar de la coincidencia de la carga de la impedancia de la fuente, la impedancia de la fuente puede simplemente ser la mínima necesaria para lograr la máxima eficiencia y la transferencia de poder, es una práctica común en las fuentes de alimentación y de audio-frecuencia de los amplificadores.

Sin embargo, en circuitos de RF, para evitar que la señal de los problemas de la integridad, la pérdida de reflexión, y daños a la alta potencia del amplificador de RF debido a la reflexión, de igualación de impedancia debe ser utilizado para coincidir con la impedancia de la fuente, impedancia de carga, y también de la impedancia característica de la línea de transmisión, y por último la antena.

Si mi interpretación es correcta, una igualada de la fuente y de la carga (por ejemplo, un amplificador de RF de salida y una antena), forma un divisor de tensión, cada uno recibe la mitad de la tensión. Dado un fijo total de la impedancia, que significa que siempre hay un 50% de la energía que se pierde en la quema de calefacción y el transmisor de RF en sí.

Por lo tanto, es correcto decir igualación de impedancia implica la eficacia de la práctica de RF del transmisor no puede ser mayor que el 50%? Y en la práctica de RF del transmisor debe de residuos de al menos el 50% de la energía?

Answer 1

Si su fuente de alimentación es un cero ohmios voltaje de salida de la fuente, seguido por un 50 ohm resistor, entonces sí, lo que usted piensa que es correcto.

Sin embargo, la práctica de RF, amplificadores (al menos aquellas diseñadas para ser eficientes) no se construye así. Ellos tienden a tener una baja impedancia común emisor o fuente de la etapa, seguido por el reactivo de igualación de impedancia, diseñados para operar en 50 ohmios.

Curiosamente, si usted compra un propósito general, generador de señal, la salida es generalmente construido como una fuente de voltaje seguido con un real de 50 ohm resistor, como la eficiencia no es un problema, y tener un definidos con precisión impedancia de salida a lo largo de un amplio rango de frecuencias es el principal objetivo de diseño.

Answer 2

Los amplificadores de RF por lo general, NO tienen una impedancia de salida de forma remota cerca de 50R..... Sin embargo, son diseñados para conducir a un 50R carga!

Mucho como los amplificadores de audio de la impedancia de la fuente es generalmente mucho desde el diseño de la impedancia de carga, porque NO quiero que la máxima transferencia de potencia, desea algo más cercano a la máxima eficiencia!

Dependiendo de la topología, las cosas aproximado de cualquiera de las fuentes de voltaje (Baja impedancia de salida) o fuentes de corriente (salida de Alta impedancia).

Si usted piensa acerca de un por ejemplo, HF, Push-pull de la etapa de salida, los dispositivos son de funcionamiento en algunos diseñados de voltaje y corriente, por eso algunos impedancia' (bastante bajo), que luego se transformó a un estándar de la industria 50R.

Esta impedancia es fijado por el diseñador resultar en algún tipo de tensión a través de que 50R carga que va a entregar cualquiera que sea la potencia de diseño es de nivel. Tenga en cuenta que los dispositivos de salida podría estar en serios de clase C, o incluso de la clase F y operar esencialmente como interruptores cerca de disipación de energía cero, pero yo, como un diseñador de decidir a qué tensión y de lo actual a lo eligió como un punto de funcionamiento y, por tanto, ¿qué transformación que necesita para llegar a la meta de la potencia en la salida.

Ahora claramente si intenta ejecutar un amplificador en una carga muy lejos de 50R, a continuación, los voltajes y corrientes visto por la potencia de los dispositivos, a continuación, el diseñador de la intención, y si ir muy lejos el humo que sale.

Una complicación adicional es el de los filtros de salida y (en UHF y hasta la posibilidad de una rescisión de circulación en la salida que en realidad hace que la cosa parezca 50R mirando hacia atrás en la entrada.

Answer 3

Por lo tanto, es correcto decir igualación de impedancia implica la eficiencia de cualquier práctica de RF del transmisor no puede ser mayor que el 50%? Y cualquier práctica de RF del transmisor debe de residuos de al menos el 50% de la energía?

No, eso está mal. El diagrama en tu post carece de el pilar fundamental en esta discusión: el amplificador de sí mismo.

Todos los amplificadores pueden ser descritos de acuerdo a sus PAE (Potencia Añadida de la Eficiencia).

$$ PAE = \frac{P_{salir}-P_{en}}{P_{suministro}} = \frac{P_{salir}-\frac{P_{salir}}{G}}{P_{suministro}} = \frac{P_{salir}}{P_{suministro}}\left({1-\frac{1}{G}}\right) = \eta\left({1-\frac{1}{G}}\right) $$

PAE es el parámetro clave aquí, ya que la ganancia del amplificador es probable que sea muy alta. La energía transferida AL AMPLIFICADOR por el generador, cuando las impedancias son coincidentes, será sólo el 50% de la máxima potencia del generador de hecho. Pero si la ganancia es lo suficientemente alta, entonces la energía que se pierde en la impedancia interna del generador será muy baja en comparación con la potencia entregada POR EL AMPLIFICADOR de potencia a la carga. Por lo tanto, el impacto en la eficiencia total es probable que sea baja.

Lo que importa aquí es (principalmente) la etapa de salida del amplificador de tener un alto raw eficiencia \$\eta = P_{out}/P_{supply}\$, que depende de la amplificación de clase (a, B, AB, C, D, F, etc.) y el punto de funcionamiento del amplificador.

Answer 4

Por lo tanto, es correcto decir igualación de impedancia implica la eficiencia de cualquier práctica de RF del transmisor no puede ser mayor que el 50%? Y cualquier práctica de RF del transmisor debe de residuos de al menos el 50% de la energía?

No, no es correcto decir que.

Lo que usted debe asegurarse de que la conexión del amplificador de la antena a través de un cable (normalmente coaxial) es que no hay reflexiones significativas de la energía de la carga (antena) que pueden dañar el amplificador o hacer menos efectiva.

Si la impedancia de la antena coincide con la impedancia característica del cable coaxial, a continuación, el amplificador puede manejar el extremo de la alimentación del cable coaxial sin necesidad de cualquier serie de la resistencia de fuente. La impedancia visto en la final será la impedancia de la antena ya que coincide con la impedancia característica del cable.

Answer 5

Impedancia consta de dos reales (resistiva) y el imaginario (reactivo) de las piezas. Sólo el real (resistiva) parte se disipa potencia. Teóricamente, uno podría tener un carácter puramente reactiva de la impedancia con una magnitud de 50 ohmios y no disipar la energía en ella.

Las unidades de la impedancia Voltios por Amperios. Cuando se habla de la impedancia de una línea de transmisión en realidad estamos hablando de cuánto actual tendría que ser alimentados en la línea a causa de una tensión de cierta magnitud, que se propagan a lo largo de la línea. El significado de la relación de voltaje y corriente.

Por ejemplo un cable CAT-5 tiene una velocidad de propagación de aproximadamente 0.64 * C. también tiene una capacidad de alrededor de 15pF por pie (48pF por metro). Su impedancia es determinado principalmente por la capacitancia entre los pares trenzados (por supuesto, hay algunos pequeños inductivas y resistivas de los componentes).

Si ponemos un 1V de la señal en un extremo de la línea, la señal se propaga en 192,000,000 m/s, por cada 1 metro que la señal viaja tendrá a cargo 48pF a 1V (así 48pC).

1V * 48pF/m / (180M m/s) = 9.44 mA.

1V / 9.44 mA = 105.9 ohmios (que es muy cercana a la nominal de 100 ohm de impedancia).