電子通訊硬核小知識(shí)第三期

PS:盡可能每天一期吧除非太忙了鴿,我發(fā)現(xiàn)我寫多了沒什么人看,還是寫少點(diǎn)每次只寫一個(gè)點(diǎn)吧...?

本期只講基礎(chǔ)，

? ? 首先，你必須有《電路分析基礎(chǔ)》與《模擬電路》電路的課程基礎(chǔ)，至少知道“阻抗導(dǎo)納”“分壓分流”“交直流電特點(diǎn)”，見過最基本的電子原件表示圖示畫法，常用單位這些。不要去你一定能算對(duì)，但要求你知道概念，不然可能會(huì)寸步難行。

? ? 在此基礎(chǔ)上，注意在《模電》里的集成放大器與《高頻電子線路》里關(guān)于濾波器的章節(jié)，里面的專業(yè)術(shù)語，關(guān)鍵的量，如放大增益、帶寬、1dB壓縮電、IP3三階交調(diào)、效率、額定功率等指的是什么。在工作中如果你不打算干一輩子的“焊錫工程師”或者“調(diào)試工程師”“測(cè)試工程師”的話，都必須知道他們指的是什么。

? ? 這些概念我就不復(fù)述了，但要做好這一步，請(qǐng)自行查閱。這里著重談一些方向性的

? ? 特指射頻工程師領(lǐng)域和天線工程師領(lǐng)域，必須了解“微波段電路”的一些特性，其中很重要的一點(diǎn)就是“電長(zhǎng)度”與“匹配”。如想細(xì)致了解請(qǐng)查閱專業(yè)課《射頻電子線路》或《微波基礎(chǔ)》或《傳輸線理論》，或有射頻、微波、傳輸線三個(gè)關(guān)鍵字的基礎(chǔ)書籍，需要的計(jì)算基礎(chǔ)必須是已經(jīng)學(xué)習(xí)過《復(fù)變函數(shù)》。

? ? 在普通日用交流電里，我們拉線引線到家用電器上不會(huì)考慮電線路徑的長(zhǎng)度，而在高頻電路里必須考慮，否則會(huì)使線路呈現(xiàn)“不匹配”的狀態(tài)甚至幾乎無法工作等，這是因?yàn)椋?/p>

家用交流電假設(shè)v=50Hz，那么波長(zhǎng)λ=c/v=(3x10^8)/50=6x10^6=6000(km)，家用線最多引多少米？哪怕是高壓輸電的變電器到你家里有1km也不多吧，因?yàn)榈蛪狠旊姄p耗大，好多路燈或者路邊都有變壓器箱子，樓房附近隱蔽也有的。這個(gè)長(zhǎng)度相對(duì)于6000km不是一個(gè)數(shù)量級(jí)，百分之一都不到的電長(zhǎng)度幾乎可以忽略電路的矢量特性。

如果換成微波通訊，用典型值假設(shè)手機(jī)在1GHz工作(當(dāng)然實(shí)際沒有這個(gè)頻段)，即10^9Hz，那么波長(zhǎng)為λ=0.3m=30cm，這個(gè)長(zhǎng)度相對(duì)于手機(jī)或者我們常用的通訊設(shè)備而言是一個(gè)量級(jí)的大小，那就要考慮你這段“傳輸線”的“電長(zhǎng)度”是多少？實(shí)際上是每λ/2為一個(gè)周期，呈現(xiàn)周期函數(shù)式的變化。如果是向負(fù)載延申的傳輸線，甚至?xí)尲冸娮枳兂杉冸娙?、純電感等極端情況，但不論怎么變，阻抗|Z|不變，即模值不變（純傳輸線無負(fù)載理想情況）

而這個(gè)變化可以使用著名的“史密斯圓圖”來表示————

而要講清除它十分復(fù)雜，我的建議是實(shí)際去學(xué)。我只能告訴你----

1.測(cè)量它的儀器是“矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀”，是RF射頻工程師于ANT天線工程師必須會(huì)的儀表??！

2.任何微波段信號(hào)只要在儀器的測(cè)試頻率范圍內(nèi)都可以顯示在這個(gè)圓上，如果顯示是一個(gè)點(diǎn)則是一個(gè)頻點(diǎn)，是一段線是一段頻段范圍

?3. 將復(fù)雜的微波線路描繪在一個(gè)圓上需要使用特性阻抗“歸一化”，通常微波特性阻抗為50Ω

?4. 圓心是50Ω匹配，是我們追求的目標(biāo)，負(fù)載如果是這個(gè)點(diǎn)，那理想狀態(tài)下通路沒有額外的損耗，波是直通無反射，反射系數(shù)=0，駐波比VSWR為1。而要調(diào)到這個(gè)點(diǎn)需要拿起你手中的鑷子和焊風(fēng)槍，更換貼片阻容感匹配去調(diào)試（硬件RF/ANT研發(fā)崗新人入門必學(xué)）

5.幾個(gè)特殊點(diǎn)：以英文“示例圖”為例

a。最右側(cè)是開路點(diǎn)，電阻無限大；最左側(cè)是短路點(diǎn)，電阻為0

b。與最大的圓心同心的圓為等“反射系數(shù)圓”，在這個(gè)線上的所有點(diǎn)反射系數(shù)和VSWR相同

c。水平直徑以上的大半圓為電感區(qū)代表電抗為感（虛部的jx為正），以下為電容區(qū)代表電抗為容（虛部的jx為負(fù)）

d。紅色為阻抗圓，藍(lán)色為導(dǎo)納圓。以右側(cè)點(diǎn)為圓心的一眾紅色內(nèi)切圓為等電阻圓，以左側(cè)點(diǎn)為圓心的一眾藍(lán)色內(nèi)切圓為等電導(dǎo)圓。過最右側(cè)點(diǎn)的四分之一紅色圓為電抗圓，過最左側(cè)的四分之一藍(lán)色圓為電納圓。（阻抗導(dǎo)納互為倒數(shù)，電阻圓上的點(diǎn)所有電阻部分相等，電抗圓上的點(diǎn)所有電抗相等，以此類推）

e。串并連關(guān)系與移動(dòng)圓圖上的點(diǎn)集位置（學(xué)術(shù)版）：簡(jiǎn)單八個(gè)字，上感下容，左并右串

? ?上感下容指的是偏上呈感性，就加入電容。左并右串是按照左側(cè)藍(lán)色的導(dǎo)納圓路徑時(shí)并聯(lián)接入。就可以加入容感想辦法移動(dòng)至匹配點(diǎn)

f。實(shí)際就是嘗試，因?yàn)檎鎸?shí)的電容電感都是R+jX的形式R不等于0，X也有偏差。所以完全按照理論行不通，還有很多“共軛匹配”或者方向看反的情況，但大多數(shù)情況上感下容是明顯的，不要并大電容和串大電感就行。。。。