वास्तविक जीवन आरएफ सिग्नल
प्रतिबाधा मिलान आरएफ डिजाइन और परीक्षण का एक मूलभूत पहलू है; बेमेल प्रतिबाधा के कारण होने वाले संकेत प्रतिबिंब गंभीर समस्याएं पैदा कर सकते हैं।

मैचिंग एक तुच्छ अभ्यास की तरह लगता है जब आप एक आदर्श स्रोत, एक संचरण लाइन और एक लोड से बना एक सैद्धांतिक सर्किट के साथ काम कर रहे होते हैं।

मान लेते हैं कि लोड प्रतिबाधा तय हो गई है। हमें केवल ZL के बराबर एक स्रोत प्रतिबाधा (ZS) शामिल करना है और फिर ट्रांसमिशन लाइन को डिज़ाइन करना है ताकि इसकी विशेषता प्रतिबाधा (Z0) भी ZL के बराबर हो।

लेकिन आइए एक पल के लिए इस योजना को लागू करने के लिए एक जटिल आरएफ सर्किट पर विचार करें जिसमें कई निष्क्रिय घटक और एकीकृत सर्किट शामिल हैं। अगर इंजीनियरों को हर घटक को संशोधित करना पड़े और प्रत्येक माइक्रोस्ट्रिप के आयामों को अन्य सभी के लिए आधार के रूप में चुना जाए, तो आरएफ डिजाइन प्रक्रिया गंभीर रूप से कमतर होगी।

इसके अलावा, यह मानता है कि परियोजना पहले ही पीसीबी चरण में पहुंच चुकी है। क्या होगा अगर हम डिस्कनेक्ट मॉड्यूल का उपयोग करके एक प्रणाली का परीक्षण करना चाहते हैं और इंटरकनेक्शन के रूप में ऑफ-द-शेल्फ केबल के साथ? बेमेल प्रतिबाधाओं के लिए मुआवजा इन परिस्थितियों में और भी अधिक अव्यावहारिक है।

समाधान सरल है: एक मानकीकृत प्रतिबाधा चुनें जो कई आरएफ प्रणालियों में उपयोग किया जा सकता है, और यह सुनिश्चित करें कि घटकों और केबलों को तदनुसार डिज़ाइन किया गया है। इस प्रतिबाधा को चुना गया है; इकाई ओम है, और संख्या 50 है।

फिफ्टी ओह्स
समझने वाली पहली बात यह है कि 50 ance प्रतिबाधा के बारे में आंतरिक रूप से कुछ भी विशेष नहीं है। यह ब्रह्माण्ड का एक मूलभूत स्थिरांक नहीं है, हालाँकि आपको यह आभास हो सकता है कि यदि आप RF इंजीनियरों के आसपास पर्याप्त समय बिताते हैं। उदाहरण के लिए, यह याद रखना कि इलेक्ट्रिकल इंजीनियरिंग का एक मौलिक निरंतरता भी नहीं है, कि बस एक समाक्षीय केबल के भौतिक आयामों को बदलने से विशेषता प्रतिबाधा बदल जाएगी।

फिर भी, 50, प्रतिबाधा बहुत महत्वपूर्ण है, क्योंकि यह प्रतिबाधा है जिसके चारों ओर अधिकांश आरएफ सिस्टम डिजाइन किए गए हैं। यह निर्धारित करना मुश्किल है कि 50 50 मानक आरएफ प्रतिबाधा क्यों बन गया, लेकिन यह मान लेना उचित है कि XNUMX be प्रारंभिक समाक्षीय केबलों के संदर्भ में एक अच्छा समझौता पाया गया था।

बेशक, महत्वपूर्ण मुद्दा, विशिष्ट मूल्य की उत्पत्ति नहीं है, बल्कि इस मानकीकृत प्रतिबाधा होने के लाभ हैं। एक अच्छी तरह से मिलान डिजाइन प्राप्त करना बहुत सरल है क्योंकि आईसी, फिक्स्ड एटेन्यूएटर्स, एंटेना के निर्माता और इसके बाद के हिस्से इस बाधा को ध्यान में रखते हुए अपने हिस्से का निर्माण कर सकते हैं। इसके अलावा, पीसीबी लेआउट अधिक सीधा हो जाता है क्योंकि इतने सारे इंजीनियरों का एक ही लक्ष्य होता है, अर्थात्, माइक्रोस्ट्रिप्स और स्ट्रिपलाइन को डिजाइन करने के लिए जिसमें 50 more की विशेषता प्रतिबाधा होती है।

एनालॉग डिवाइसेस के इस ऐप नोट के अनुसार, आप निम्नानुसार 50 rip माइक्रोस्ट्रिप बना सकते हैं: 1-औंस कॉपर, 20-मिल-वाइड ट्रेस, ट्रेस और ग्राउंड प्लेन के बीच 10-मिलिटरी सेपरेशन (एफआर -4 डाइइलेक्ट्रिक मानकर)।

इससे पहले कि हम आगे बढ़ें, स्पष्ट रहें कि हर उच्च-आवृत्ति प्रणाली या घटक को 50 let's के लिए डिज़ाइन नहीं किया गया है। अन्य मूल्यों को चुना जा सकता है, और वास्तव में 75 ance प्रतिबाधा अभी भी आम है। एक समाक्षीय केबल की विशेषता प्रतिबाधा बाहरी व्यास (डी 2) के आंतरिक व्यास (डी 1) के अनुपात के प्राकृतिक लॉग के लिए आनुपातिक है।

इसका मतलब है कि आंतरिक कंडक्टर और बाहरी कंडक्टर के बीच अधिक अलगाव एक उच्च प्रतिबाधा से मेल खाती है। दो कंडक्टरों के बीच ग्रेटर पृथक्करण भी कम समाई की ओर जाता है।

इस प्रकार, 75, कोक्स में 50, कोक्स की तुलना में कम धारिता होती है, और यह 75 more केबल को हाई-फ्रीक्वेंसी डिजिटल सिग्नल के लिए अधिक उपयुक्त बनाता है, जिसके बीच तेजी से बदलाव के साथ जुड़े हाई-फ्रीक्वेंसी कंटेंट के अत्यधिक क्षरण से बचने के लिए कम कैपेसिटेंस की आवश्यकता होती है। तर्क कम और तर्क उच्च।

परावर्तन गुणांक
आरएफ डिजाइन में मिलान कितना महत्वपूर्ण है, यह देखते हुए, हमें यह जानकर आश्चर्य नहीं होना चाहिए कि मैच की गुणवत्ता को व्यक्त करने के लिए एक विशिष्ट पैरामीटर का उपयोग किया जाता है। इसे प्रतिबिंब गुणांक कहा जाता है; प्रतीक। (ग्रीक राजधानी पत्र गामा) है। यह घटना तरंग के जटिल आयाम के लिए परिलक्षित लहर के जटिल आयाम का अनुपात है।

हालाँकि, घटना की लहर और परावर्तित लहर के बीच संबंध स्रोत (ZS) और लोड (ZL) प्रतिबाधाओं से निर्धारित होता है, और इस प्रकार इन प्रतिबाधाओं के संदर्भ में प्रतिबिंब गुणांक को परिभाषित करना संभव है:

यदि इस मामले में "स्रोत" एक ट्रांसमिशन लाइन है, तो हम ZS को Z0 में बदल सकते हैं।

एक विशिष्ट प्रणाली में, प्रतिबिंब गुणांक का परिमाण शून्य और एक के बीच एक संख्या है। आइए तीन गणितीय स्थितियों को देखें जो हमें यह समझने में मदद करें कि प्रतिबिंब गुणांक वास्तविक सर्किट व्यवहार से कैसे मेल खाता है:

* यदि मैच सही है (ZL = Z0), तो अंश शून्य है, और इस प्रकार प्रतिबिंब गुणांक शून्य है। यह समझ में आता है क्योंकि कोई भी प्रतिबिंब में सही मिलान परिणाम।

* यदि भार प्रतिबाधा अनंत है (यानी, एक खुला सर्किट), तो प्रतिबिंब गुणांक अनंत से विभाजित हो जाता है, जो एक है। एक का एक गुणांक पूर्ण प्रतिबिंब से मेल खाता है, अर्थात, लहर ऊर्जा के सभी प्रतिबिंबित होता है। यह समझ में आता है क्योंकि एक ओपन सर्किट से जुड़ी एक ट्रांसमिशन लाइन एक पूर्ण विरूपता से मेल खाती है (पिछले पृष्ठ को देखें) - लोड किसी भी ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकता है, इसलिए इसे सभी को प्रतिबिंबित करना होगा।

* यदि लोड प्रतिबाधा शून्य है (यानी, एक शॉर्ट सर्किट), प्रतिबिंब गुणांक का परिमाण Z0 Z0 से विभाजित हो जाता है। इस प्रकार हम फिर से | Γ | = 1, जो समझ में आता है क्योंकि एक शॉर्ट सर्किट भी एक पूर्ण असंतुलन से मेल खाता है जो किसी भी घटना तरंग ऊर्जा को अवशोषित नहीं कर सकता है।

VSWR
एक अन्य पैरामीटर जिसका उपयोग प्रतिबाधा मिलान का वर्णन करने के लिए किया जाता है वह है वोल्टेज स्टैंडिंग वेव रेशियो (VSWR)। इसे निम्नानुसार परिभाषित किया गया है:

वीएसडब्ल्यूआर परिणामी लहर के परिप्रेक्ष्य से प्रतिबाधा से मेल खाता है। यह उच्चतम स्टैंड-वेव आयाम के अनुपात को निम्नतम स्टैंड-वेव आयाम के रूप में बताता है। यह वीडियो आपको प्रतिबाधा बेमेल और खड़ी तरंग के आयाम विशेषताओं के बीच संबंधों की कल्पना करने में मदद कर सकता है, और निम्नलिखित आरेख तीन अलग-अलग प्रतिबिंब गुणांकों के लिए स्टैंड-वे आयाम विशेषताओं को व्यक्त करता है।

अधिक प्रतिबाधा बेमेल लहर के साथ उच्चतम-आयाम और सबसे कम-आयाम वाले स्थानों के बीच एक बड़ा अंतर होता है। छवि ने इंटरफेरोमेट्रिस्ट के सौजन्य से उपयोग किया।

वीएसडब्ल्यूआर को आमतौर पर अनुपात के रूप में व्यक्त किया जाता है। एक परिपूर्ण मैच 1: 1 होगा, जिसका अर्थ है कि संकेत का शिखर आयाम हमेशा समान होता है (यानी, कोई लहर नहीं है)। 2: 1 के अनुपात से संकेत मिलता है कि परावर्तन के परिणामस्वरूप एक अधिकतम आयाम के साथ एक लहर खड़ी हुई है जो इसके न्यूनतम आयाम से दोगुना है।

सारांश
* एक मानकीकृत प्रतिबाधा का उपयोग RF डिज़ाइन को अधिक व्यावहारिक और कुशल बनाता है।

* अधिकांश RF सिस्टम 50 ed प्रतिबाधा के आसपास निर्मित होते हैं। कुछ सिस्टम 75 Ω का उपयोग करते हैं; उच्च गति वाले डिजिटल संकेतों के लिए यह बाद वाला मूल्य अधिक उपयुक्त है।

* प्रतिबाधा मिलान की गुणवत्ता को प्रतिबिंब गुणांक (Γ) द्वारा गणितीय रूप से व्यक्त किया जा सकता है। एक परिपूर्ण मैच Γ = 0 से मेल खाता है, और एक पूर्ण विरूपता (जिसमें सभी ऊर्जा परिलक्षित होती है) onds = 1 से मेल खाती है।

* प्रतिबाधा मिलान की गुणवत्ता का एक और तरीका है वोल्टेज स्टैंडिंग वेव रेशियो (VSWR)।

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