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技術(shù)專題
將VSWR與PCB設(shè)計(jì)中的回波損耗聯(lián)系起來
當(dāng)創(chuàng)建在射頻下傳導(dǎo)交流電（AC）的PCB原型時(shí)，設(shè)計(jì)必須補(bǔ)償電流波對(duì)原型材料的影響。傳輸線通常包含兩個(gè)不同的導(dǎo)體以優(yōu)化電流。傳輸線是為一定范圍的交流電壓構(gòu)建的，并且電壓會(huì)沿傳輸線變化。傳輸線采用監(jiān)視指標(biāo)以保持電流良好流動(dòng)。
VSWR的回波損耗是PCB設(shè)計(jì)中的重要指標(biāo)。這種關(guān)系是確定電流流過設(shè)備的程度以及電子器件工作狀況的好方法。本文將對(duì)VSWR和回波損耗背后的概念進(jìn)行復(fù)習(xí)，然后探討PCB設(shè)計(jì)中有關(guān)VSWR和回波損耗比的一些特殊注意事項(xiàng)。
什么是VSWR和回波損耗？
通過傳輸線的電流應(yīng)始終流過所連接設(shè)備之間的導(dǎo)體。但是，電流波有時(shí)會(huì)通過導(dǎo)體向后反射。反向波與正向波之間的電壓比稱為反射系數(shù)。該系數(shù)由下式定義。
理想情況下，不應(yīng)存在反向波，從而導(dǎo)致反射系數(shù)為0，但這在實(shí)踐中并不總是會(huì)發(fā)生。傳輸線的最大和最小電壓是根據(jù)反射系數(shù)定義的。
最大電壓：1 +反射系數(shù)的絕對(duì)值
最小電壓：1 –反射系數(shù)的絕對(duì)值
傳輸線中最大電壓和最小電壓的絕對(duì)值之比稱為電壓駐波比或VSWR。通過傳輸線的低VSWR意味著電子設(shè)備連接良好，并且電流中的任何中斷都將更容易找到。VSWR由以下公式定義。
通過測量回波損耗可以發(fā)現(xiàn)中斷，回波損耗是傳輸線中信號(hào)功率的降低。在電子產(chǎn)品中，功率是輸出電流及其電壓的乘積。如果連接到傳輸線的設(shè)備未正確消耗必要的電流，則會(huì)發(fā)生功率降低?；夭〒p耗通常表示為從設(shè)備繼續(xù)沿傳輸線向下傳輸?shù)墓β剩ㄈ肷涔β剩┡c沿傳輸線向上反射的功率（反射功率）之間的比率，以分貝為單位。換句話說，回波損耗測量吸收和使用了多少功率?；夭〒p耗由以下公式定義。
盡管存在許多表格可以在VSWR和回波損耗之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換，但也可以使用以下公式在它們之間進(jìn)行轉(zhuǎn)換。
VSWR和回波損耗如何影響PCB設(shè)計(jì)？
傳輸線應(yīng)具有較低的駐波比和較高的回波損耗。這意味著傳輸線應(yīng)傳導(dǎo)良好的電流，但也易于識(shí)別電流中斷。中斷（通常被稱為失配）對(duì)PCB原型的功能有害。如果電流無法正確流過器件，并且VSWR的回波損耗比更大，則器件的性能會(huì)受到極大影響。接口邊界的溫度可能會(huì)升高，設(shè)備關(guān)鍵部分的電壓可能會(huì)發(fā)生變化，并且一個(gè)設(shè)備的故障可能會(huì)影響整個(gè)網(wǎng)絡(luò)。
沿著傳輸線的功率有效傳輸應(yīng)該盡可能地高，但是由于失配導(dǎo)致的VSWR與回波損耗比問題會(huì)迅速降低功率。這會(huì)導(dǎo)致信號(hào)強(qiáng)度和廣播范圍大大降低。監(jiān)視VSWR的回波損耗比是廣播電臺(tái)和從事廣播工作的任何技術(shù)公司的標(biāo)準(zhǔn)做法。
在PCB原型上添加匹配的變壓器可以保護(hù)器件免受由于失配或電流問題導(dǎo)致的突然電流尖峰的影響。這些變壓器減輕了阻抗，即與通過PCB器件的電流相反的量。波反射使電流更難流過器件，因?yàn)榉瓷洳梢圆糠值窒虿ā＿€可以通過使用衰減器來處理阻抗，該衰減器可在不使電流波形失真和引起不良反射的情況下降低電流功率。