介紹

通過最小損耗阻抗轉換電路可以用50Ω的測試設備對寬帶的75Ω電路，例如CATV調諧IC，電纜上行放大器，和衛星DBS調諧IC進行測量。當使用最小損耗阻抗轉換電路時，你必須清楚是使用MLP的電壓損耗還是功率損耗。由于阻抗變換的原因，一個最小損耗阻抗轉換電路的功率損耗的數量是不同于電壓損耗的。很明顯，用于功率測量的功率損耗，阻抗從任何方向變換換結果都是一樣的。用于電壓測量的電壓損耗，則因為阻抗變換方向的不同而不同。

75Ω至50Ω的MLP特性摘要

圖1. 75Ω至50Ω最小損耗阻抗轉換電路

圖1所示為75Ω至50Ω轉換MLP。75Ω'端可以看作一個75Ω裝置的電阻網絡。類似的，50Ω端可以看作一個50Ω裝置的電阻網絡。

表1所示表明了在從75Ω至50Ω變換或從50Ω至75Ω變換時功率衰減的值是相同的。然而，從75Ω變換到50Ω時電壓損耗的值要大于從50Ω變換到75Ω時電壓損耗的值。

表1. 75Ω至50Ω最小損耗阻抗轉換電路的功率和電壓損耗。

MLP Impedance Transformation (Ω to Ω)	Power Loss (dB)	Voltage Loss (dB)
75 to 50	-5.72	-7.48
50 to 75	-5.72	-3.96
(50 to 75) + (75 to 50)	-11.44	-11.44

通常的最小損耗阻抗轉換電路的電阻值方程

圖2. 最小損耗阻抗轉換電路

圖2所示為帶有信號源阻抗RS和負載阻抗RL的最小損耗阻抗轉換電路.用一個L型衰減器來匹配高阻抗RS到低阻抗RL。(圖2假定RS > RL。) 這種最小損耗阻抗轉換電路的電阻值由方程1和方程2[1]確定。

高阻至低阻信號通道

圖3所示最小損耗阻抗轉換電路的信號通道是從高阻抗到低阻抗,也就是從電路的左邊到右邊。

圖3. 最小功率衰減器從高阻到低阻的信號通道。

電壓損耗

在CATV系統,信號電平用電壓單位dBmV [2]來衡量，即相對于1mV的分貝值.當信號電平用電壓單位表示時,則要使用MLP的電壓損耗.根據圖3推導出以下常用的MLP電壓損耗等式，并且假定RS > RL.

根據圖3得：

電壓損耗用dB表示為：

將式4代入式5：

方程6.1為用RS和RL表示的電壓損耗方程，是把式1和式2代入到等式6后得到的結果。

功率損耗

當信號電平使用如dBm的功率單位時，要使用到MLP功率損耗。dBm是相對于1mW的分貝值。典型測試裝置測量信號電平的單位為dBm。

MLP功率損耗的等式來自下面，圖3和圖4，假定RS > RL。原方程表明功率損耗由電壓加上一個電阻比率組成。功率損耗可用交付功率和可用功率之比來計算[3][4]。

圖4. 可用的完全匹配負載的功率

可用功率，PA，是負載完全匹配條件下得到的功率，如圖4所示。

從圖3可以看出，交付到負載的功率，PD，為：

V2可表示為：

將式10代入到式9：

功率損耗用dB可表示為：

將式8和式11代入到式12：

根據圖3，對于一個完全匹配的MLP：

將式16代入式15：

比較式18和式6來觀察功率損耗和電壓損耗的不同。功率損耗等于電壓損耗加上一個阻抗比率項的對數和。

方程18.1為用RS和RL表示的功率損耗等式，是將式1和式2代入到式18得到的結果：

從低阻到高阻的信號通道

為了保持討論的一致性當討論從低至高阻抗信號通道時，圖5所示RS和RL在電路中的位置和圖3是相同的，雖然信號現在由相反的方向通過MLP。

圖5. 低阻至高阻信號通道的MLP

電壓損耗

根據圖5 所示：

電壓損耗用dB可表示為：

將式20代入式21:

用RS和RL表示電壓損耗的方程，即把式1和式2代入到式22。

功率損耗

由圖5，匹配到信號源和負載阻抗的功率損耗:

將式20代入式24。

還是只用RS和RL來表示功率損耗的方程，把式1和式2代入到式25。

比較式25和式22來觀察功率損耗和電壓損耗等式的不同。對于從低阻到高阻的信號通道，功率損耗等于電壓損耗和電阻比率的對數和。

75Ω到50Ω的MLP實例

參考前面圖2所示的MLP的方程可確定75Ω到50Ω的最小損耗阻抗轉換電路的電阻值。選擇RS和RL分別為75Ω和50Ω。這也滿足RS > RL的假定。

由式1得：

用式6來確定75Ω至50Ω信號通道的電壓損耗。

用式18來確定75Ω至50Ω信號通道的功率損耗。

用式22來確定50Ω至75Ω信號通道的電壓損耗。

用式25來確定50Ω至75Ω信號通道的功率損耗。

注意到當信號從任一方向通過時功率損耗是相同的，然而電壓損耗卻因信號方向的不同而不同。同樣，功率損耗和電壓損耗的不同歸于電阻比率項的不同。

結論

最小損耗阻抗轉換電路的功率損耗和電壓損耗由于信號源阻抗和負載阻抗的不同而不同。功率損耗等于電壓損耗和一個電阻比率項的對數和。

當信號從任一方向通過時，功率損耗是相同的。然而，信號從高阻信號源到低阻負載時，電壓損耗要大的多。

當進行dBmV, dBμV或dBV或任何與電壓有關的測量時，要使用電壓損耗。當進行dBm或任何與功率有關的測量時，要使用功率損耗。

審核編輯：郭婷