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衰减、阻抗和回波损耗这三者的关系 - 无图版
7412 --- 2008-06-21 13:00:05
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hansen --- 2008-06-21 18:11:33
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回波损耗：return loss。回波损耗是表示信号反射性能的参数。回波损耗说明入射功率的一部分被反射回到信号源。例如，如果注入1mW (0dBm)功率给放大器其中10%被反射(反弹)回来，回波损耗就是10dB。从数学角度看，回波损耗为-10 log [(反射功率)/(入射功率)]。回波损耗通常在输入和输出都进行规定。
回波损耗，又称为反射损耗。是电缆链路由于阻抗不匹配所产生的反射，是一对线自身的反射。不匹配主要发生在连接器的地方，但也可能发生于电缆中特性阻抗发生变化的地方，所以施工的质量是减少回波损耗的关键。回波损耗将引入信号的波动，返回的信号将被双工的千兆网误认为是收到的信号而产生混乱。
它是指在光纤连接处，后向反射光（连续不断向输入端传输的散射光)相对输入光的比率的分贝数，回波损耗愈大愈好，以减少反射光对光源和系统的影响。
通常要求反射功率尽可能小，这样就有更多的功率传送到负载。典型情况下设计者的目标是至少10dB的回波损耗。有时为了获得更好的噪声系数、IP3或者系统的增益就不能满足这个“凭经验得出的” 10dB回波损耗的要求。
hansen --- 2008-06-21 18:13:23
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数字通信电缆的传输参数主要有衰减、近端串音衰减、远端串音防卫度、特性阻抗、传播速度、相时延、时延差、结构回波损耗和回波损耗等，比较而言电缆全频带特性阻抗的均匀性是评价电缆高频传输特性的“试金石”，而回波损耗(Return Loss简称RL)又是与特性阻抗密切相关的。本文根据多年的测试经验，提出了回波损耗及特性阻抗的内在关系，简化了生产企业测试的程序。
2．特性阻抗(Zc)
对于沿线分布参数均匀不变的传输线，电磁波传输途中无反射发生，线路任一点电压波与电流波的比值均相同，称为波阻抗或特性阻抗Zc。Zc可由下式表示：
Zc＝（
式中：R一有效电阻
L一回路电感
G一绝缘电导
C一回路工作电容
ω一角频率
(R、L、G、C均为电缆的一次参数)
由式(1)可以看出，每段电缆上这四个参数值直接决定了该段电缆的特性阻抗，如果每一段电缆上这四个一次参数的值都是非常均匀并且对应相等，那么各段上的Zc也相等，此时的输入阻抗等于特性阻抗。
当频率范围的起点足够高时，Zc的虚数分量一般较小，Zc的角度只有小数几度，因而虚数分量可以忽略，其模值可以认为与其实数分量相等，以下讨论的Zc均是基于这种情况。
在中华人民共和国通信行业标准YD／T 1019—2001《数字通信用实心聚烯烃绝缘水平对绞电缆》(以下简称YD／T 1019-2001)中规定：
频率大于1MHz时，特性阻抗的标准值为100±15Ω。
3．回波损耗(RL)
合并了两种反射的影响，即对标称阻抗(100Ω)的偏差以及结构的影响，当关心系统性能时规定回波损耗。
回波损耗公式为：
RL=-20LOG10｜
式中：RL一回波损耗，单位dB
ZT一测量所得的复数阻抗(电缆远端终接ZR=100Ω)，单位Ω
ZR一基准阻抗100Ω。
注：开短路的数据不适用于回波损耗，因为电路两端必须以标称阻抗端接。但当电缆的往返衰减足够大以致远端的反射可忽略时，此处的ZT和ZC的差别可忽略，则式(2)变为：
RL=-20LOG10｜
本文所讨论的阻抗与同波损耗的关系是基于上式得出的。
hansen --- 2008-06-21 18:14:09
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4、特性阻抗与回波损耗的关系
在YD／T 1019-2001标准中规定，5E类电缆在频率为20~100MHz范围内，标准为：
RL≥25-7×log(f／20) (4)
式中：f为频率，单位MHz。
根据式(4)可计算出各频率下RL的标准值，详情见表一和图一。
表一：20～100MHz频率范围内RL的标准值
频率(MHz) | 回波损耗RL最小值(dB) |
20 | 25.00 |
30 | 23.77 |
40 | 22.89 |
50 | 22.21 |
60 | 21.66 |
70 | 21.19 |
80 | 20.79 |
90 | 20.43 |
100 | 20.11 |
由式(3)得出Zc的计算公式如下：
Zc=200／(1－10－(RL／20))－100 (5)
和Zc=200／(1+10－(RL／20))－100 (6)
通过式(5)、式(6)及表一中RL的标准值，可计算出Zc的标准范围(见表二)。
表二：不同频率下的特性阻抗Zc的范围
频率(MHz) | YD／T 1019—200l标准要求 | 由回波损耗标准值推算 | ||
特性阻抗最大值 | 特性阻抗最小值 | 特性阻抗最大值 | 特性阻抗最小值 | |
20 | 115 | 85 | 111.92 | 89.35 |
30 | 115 | 85 | 113.86 | 87.83 |
40 | 115 | 85 | 115.44 | 86.62 |
50 | 115 | 85 | 116.8 | 85 62 |
60 | 115 | 85 | 118.01 | 84.74 |
70 | 115 | 85 | 119 l | 83.96 |
80 | 115 | 85 | 120.11 | 83.26 |
90 | 115 | 85 | 121.04 | 82.62 |
100 | 115 | 85 | 121.92 | 82.02 |
hansen --- 2008-06-21 18:14:35
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例如：20MHz时RL的标准值为25，将此值分别代入式(5)和(6)中可以得出Zc的范围为89．35～111．92。这一范围与YD／T 1019-2001标准规定的85～115的范围已不相符，它高于YD／T 1019-2001标准要求的指标；
100MHz频率时RL的标准值为20．11，将此值分别代入式(5)和(6)中可以得出Zc的范围为80．03～121．91。这一范围又低于YD／T 1019-2001标准规定的85～115的范围。
在YD／T 1019-2001标准5．10．7中提到，“只有在阻抗不符合5．10．6．1条(85～115Ω)条特性阻抗的初始要求，而按5．10．6．3条规定以函数拟合特性阻抗进行考核时，才进行回波损耗的测量。电缆的回波损耗应符合表29(即式(4))的要求”。即当特性阻抗超出85～115Ω标准范围时，应对特性阻抗进行拟合测试的同时对回波损耗进行考核，如果拟合测试和回波损耗符合标准要求，则仍判定此数字电缆符合标准要求。
从表二可以看出，40MHz以上频率的特性阻抗超出标准规定的85～115Ω的要求，但仍能满足回波损耗的要求，从这一点看，YD／T 1019-2001标准中对40MHz以上频率的特性阻抗标准有所放松；但在低于40MHz频率时，YD／T 1019-200l标准中对特性阻抗的要求要高于回波损耗标准值推算的特性阻抗值，这说明40MHz以下的特性阻抗值如果不满足YD／T1019-2001标准要求，该电缆就可以判定为不符合要求，而不必进行特性阻抗拟合测试和回波损耗测试。
5、结论
综上所述，特性阻抗的标准范围应与回波损耗的标准范围相结合。对40MHz以下的特性阻抗应尤其关注，为保证回波损耗达到要求，特性阻抗均应严于标准，应符合式(5)和式(6)的计算结果，如超出标准要求的85～115Ω范围，回波损耗是达不到要求的；对频率在40MHz以上的特性阻抗如超出标准要求的85～115Ω范围，但其值在不同频率下由式(5)和式(6)计算所得的范围内，回波损耗满足标准要求，这种情况仍符合要求。
WL1986 --- 2008-06-21 18:43:51
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WL1986 --- 2008-06-21 18:45:24
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风雨123 --- 2008-06-24 00:08:30
8
WL1986:
郑玉东教授编写的 通信电缆 给大家分享
在哪？
WL1986 --- 2008-06-24 13:03:52
9
不好意思，文件太大，上传几次，都没有上传上去。
xiuq555 --- 2008-06-24 15:38:48
10
可以让我学习学习吗?谢谢了!
lcw --- 2008-06-26 03:57:54
11
7412 --- 2008-07-12 08:15:38
12
［7412 在 2008-7-12 8:21:16 编辑过］
huanght888 --- 2008-07-23 21:14:26
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[WL1986 你好,迫切希望能给我一份,谢谢! huanght_0821@yahoo.com.cn | |
banrenlei --- 2008-09-11 17:35:03
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haha500 --- 2008-09-11 18:19:16
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yan --- 2008-09-11 21:28:51
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太复杂了，看不懂呀
据我了解好象这三者之间没有什么联系的
kaka2004 --- 2008-09-12 08:52:54
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AbelGuo --- 2008-09-12 10:50:21
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简单的在电线来讲：
阻抗--RL： 2者是直接的关系，阻抗的高低都会影响RL的值，RL即信号反射。那阻抗高低一般影响因素为OD大小和同心度，
阻抗-衰减：阻抗和衰减可以说是不同的2个项目。但因电性是互通的所以阻抗值大，衰减就小。因为电容变底了。
虾饼 --- 2008-10-30 16:12:36
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