【導讀】電dian子zi儀yi器qi設she備bei用yong戶hu隻zhi要yao涉she及ji高gao頻pin電dian信xin號hao傳chuan輸shu或huo接jie收shou都dou很hen熟shu悉xi同tong軸zhou連lian接jie
，因yin為wei用yong到dao它ta們men用yong的de地di方fang太tai多duo了le。以yi至zhi於yu這zhe種zhong連lian接jie方fang式shi被bei認ren為wei是shi理li所suo當dang然ran的de——直到需要將多個儀器連接在一起或延長同軸電纜時。此時，設計人員或其他設備用戶可能要用到各種適配器
；但在此之前，他們需要充分了解他們可能使用的每種適配器的用處和特點。

適配器種類繁多是有原因的。“三通”適配器可將一個信號源連接到多個儀器上，而“套管式”適配器則用於延長同軸電纜連接。此外還有隔直器、偏置三通
、阻抗墊、浪湧保護器和端子——所(suo)有(you)這(zhe)些(xie)都(dou)很(hen)常(chang)用(yong)，但(dan)有(you)時(shi)人(ren)們(men)並(bing)不(bu)完(wan)全(quan)了(le)解(jie)它(ta)們(men)。正(zheng)確(que)使(shi)用(yong)這(zhe)些(xie)適(shi)配(pei)器(qi)，需(xu)要(yao)掌(zhang)握(wo)一(yi)些(xie)基(ji)本(ben)的(de)傳(chuan)輸(shu)線(xian)路(lu)知(zhi)識(shi)，選(xuan)擇(ze)適(shi)配(pei)器(qi)時(shi)也(ye)需(xu)要(yao)用(yong)到(dao)這(zhe)些(xie)知(zhi)識(shi)。

本(ben)文(wen)先(xian)對(dui)傳(chuan)輸(shu)線(xian)路(lu)進(jin)行(xing)了(le)簡(jian)要(yao)介(jie)紹(shao)。然(ran)後(hou)

，介(jie)紹(shao)了(le)各(ge)種(zhong)類(lei)型(xing)的(de)同(tong)軸(zhou)適(shi)配(pei)器(qi)，描(miao)述(shu)了(le)它(ta)們(men)的(de)工(gong)作(zuo)方(fang)式(shi)
，並(bing)展(zhan)示(shi)如(ru)何(he)最(zui)好(hao)地(di)運(yun)用(yong)它(ta)們(men)。所(suo)用(yong)實(shi)例(li)器(qi)件(jian)來(lai)自(zi) Amphenol RF、Amphenol 旗下 Times Microwave Systems 和 Crystek Corporation。

什麼是傳輸線路
？

傳輸線路是采用同軸電纜
、扁平線、微帶線或其他形式將信號源與負載連接起來的線路。傳輸線路的特性阻抗由導體的物理尺寸、間距和用於隔離導體的電介質材料決定。同軸電纜的最常用特性阻抗為用於一般射頻設施的 50 歐姆 (Ω) 或用於視頻應用的 75 Ω。

為了保證電源以最大效率向負載傳輸功率，信號源阻抗、傳(chuan)輸(shu)線(xian)路(lu)特(te)性(xing)阻(zu)抗(kang)和(he)負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)應(ying)匹(pi)配(pei)。如(ru)果(guo)阻(zu)抗(kang)不(bu)匹(pi)配(pei)，那(na)麼(me)一(yi)些(xie)能(neng)量(liang)就(jiu)會(hui)從(cong)不(bu)匹(pi)配(pei)的(de)結(jie)上(shang)反(fan)射(she)回(hui)來(lai)。例(li)如(ru)，如(ru)果(guo)負(fu)載(zai)阻(zu)抗(kang)與(yu)信(xin)號(hao)源(yuan)和(he)傳(chuan)輸(shu)線(xian)路(lu)阻(zu)抗(kang)不(bu)同(tong)
，那(na)麼(me)能(neng)量(liang)就(jiu)會(hui)從(cong)負(fu)載(zai)反(fan)射(she)回(hui)信(xin)號(hao)源(yuan)（圖 1）。

rushebohefansheboyanchuanshulujingdiejiazaiyiqi

，xingchengzhubo
，qibofuzailujingdewulichangdushangzhouqixingbianhua。zhubohuizaochengceliangwucha
，bingkenengdaozhiyuanqijiansunhuai。xinhaoyuan、傳輸線路和負載阻抗匹配可以防止產生駐波
，因此有助於確保從信號源到負載的最有效傳輸。

由於阻抗匹配的要求，使用正確的適配器是很重要的；但設計人員很快就會發現，適配器的種類很多，其功能往往都超越了構成基本連接的需要。

三通適配器

以一個由單信號源、示波器和頻譜分析儀組成的基本儀器係統為例（圖 2）。

信號源的輸出阻抗為 50 Ω，旨在輸入 50 Ω 的負載。如果用三通適配器連接示波器和頻譜分析儀，兩者的輸入端子都設置為 50 Ω，則從信號源角度看其負載為 25 Ω，因(yin)此(ci)會(hui)削(xue)弱(ruo)其(qi)輸(shu)出(chu)，並(bing)在(zai)電(dian)纜(lan)上(shang)產(chan)生(sheng)駐(zhu)波(bo)。解(jie)決(jue)這(zhe)個(ge)問(wen)題(ti)的(de)秘(mi)訣(jue)就(jiu)是(shi)將(jiang)同(tong)軸(zhou)連(lian)接(jie)中(zhong)間(jian)的(de)儀(yi)器(qi)設(she)置(zhi)為(wei)高(gao)阻(zu)抗(kang)輸(shu)入(ru)端(duan)子(zi)
，並(bing)將(jiang)同(tong)軸(zhou)連(lian)接(jie)遠(yuan)端(duan)的(de)儀(yi)器(qi)設(she)置(zhi)為(wei) 50 Ω 輸入端子
，如上圖所示。此時從信號源角度看，其負載將為 50 Ω
，一切都會順暢運行。

Amphenol RF 112461（圖 3）是一個 BNC 三通
，有一個 BNC 插頭、兩個 BNC 插孔，帶寬為 4 千兆赫（GHz）。在上述示例的所示配置中，它可以用來完成儀器連接，帶寬低於 4 GHz。

選擇三通的類型取決於儀器上使用的連接器，並視各個儀器的帶寬而定。一般來說，像三通這樣的同軸適配器不能用於超過 40 GHz 的帶寬，因為在這些頻率下
，適配器中的信號損耗會成為問題。下麵列出了一般可使用適配器的常見儀器同軸連接器及其顯著屬性（表 1）。

表 1：可使用適配器的常見同軸連接器係列。高於 40GHz 時，適配器損耗過大而難以使用。（表格來源：Digi-Key Electronics）

連接器係列適配器

由於存在多種連接器類型，因此需要能夠從一種類型轉換到另一種類型。考慮必須從示波器或頻譜分析儀的輸入 BNC 連接器上配接一條 SMA 電纜。為此，Amphenol RF 242103 提供了一個 BNC 插頭連接到該儀器和一個 SMA 插孔用於安裝 SMA 電纜（圖 4）。

設備用戶應該牢記在心的是
，隻要使用適配器
，互連器件帶寬就會降低到兩個連接器係列中較低的帶寬。以 BNC 轉 SMA 適配器為例，帶寬是 4 GHz，取決的連接器類型是 BNC。

還有一些適配器提供從 50 Ω 到 75 Ω 的阻抗轉換，反之亦然。

套管式和穿板式適配器

延長電纜或將電纜穿過麵板需要使用直通式（套管式）或穿板式適配器。這些適配器均可用於表 1 中所示連接器類型。舉例來說
，Amphenol RF 132170 穿板式適配器就有兩個 SMA 插孔，使用 SMA 插頭的電纜可以連接到隔板或麵板的任意一側（圖 5）。

套管連接器可以配置為插孔對插孔，也可以配置為插頭對插頭，較少配置為插頭對插孔。

端子

從 50 Ω 信號源串聯連接多個高阻抗輸入儀器時需要 50 Ω 的端子（圖 6）。

Amphenol RF 202120 50 Ω 端接器是一個配置為 BNC 插孔的同軸端子實例（圖 7）。

BNC 插孔直接接受同軸電纜。另外也有采用 BNC 插頭形式端子，可與 BNC 插孔配接。當需要直接在儀器前麵板上端接儀器時
，這些端子很有用。雖然大多數示波器同時提供高阻抗和 50 Ω 輸入
，但 50 Ω 範圍輸入有電壓限製，通常為 5 伏。示波器的 50 Ω 輸入也有 0.5 瓦的功率限製。202120 的額定功率為 1 瓦，可以處理 7 伏以上的電壓。

端子也可用於其它阻抗。例如，75 Ω 端接器常用於電視和視頻應用。進行網絡分析儀校準時
，會使用零 Ω 或短路端子。

隔直器

隔(ge)直(zhi)器(qi)是(shi)一(yi)種(zhong)同(tong)軸(zhou)適(shi)配(pei)器(qi)，可(ke)以(yi)阻(zu)擋(dang)直(zhi)流(liu)信(xin)號(hao)，允(yun)許(xu)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)通(tong)過(guo)。它(ta)使(shi)用(yong)電(dian)容(rong)器(qi)阻(zu)擋(dang)直(zhi)流(liu)電(dian)
，用(yong)於(yu)保(bao)護(hu)敏(min)感(gan)的(de)射(she)頻(pin)元(yuan)件(jian)免(mian)受(shou)直(zhi)流(liu)電(dian)的(de)影(ying)響(xiang)。隔(ge)直(zhi)器(qi)有(you)三(san)種(zhong)類(lei)型(xing)：

1. 內隔直器，它使用的電容器與同軸電纜的內導體或中心導體串聯

2. 外隔直器，它使用的電容器與同軸電纜的屏蔽導體串聯

3. 內/外隔直器，電容器同時與內導體和外導體都串聯

所有類型的隔直器都被指定了特定的特性阻抗，通常為 50 或 75 Ω。Crystek Corporation CBLK-300-3 是一款 50 Ω 的內導體隔直器，可傳遞頻率為 300 千赫 (kHz) 至 3GHz 的信號

，同時阻斷最高 16 伏的直流電壓，並在其工作頻率範圍內具有較低的插入和回波損耗（圖 8）。

偏置三通

偏(pian)置(zhi)三(san)通(tong)與(yu)隔(ge)直(zhi)器(qi)相(xiang)關(guan)。它(ta)是(shi)一(yi)個(ge)三(san)端(duan)口(kou)適(shi)配(pei)器(qi)
，其(qi)中(zhong)直(zhi)流(liu)電(dian)源(yuan)施(shi)加(jia)到(dao)一(yi)個(ge)端(duan)口(kou)上(shang)。第(di)二(er)個(ge)端(duan)口(kou)會(hui)將(jiang)直(zhi)流(liu)偏(pian)壓(ya)與(yu)來(lai)自(zi)隔(ge)離(li)射(she)頻(pin)端(duan)口(kou)的(de)入(ru)射(she)射(she)頻(pin)信(xin)號(hao)組(zu)合(he)在(zai)一(yi)起(qi)（圖 9）。

偏置三通可用來為遠程電子設備提供直流電，可供電設備如安裝在天線上的的低噪聲放大器 (LNA)
，tongshihaitigongleyigewuzhiliuduankoulailianjieshepinjieshouqi。tongguochuanliandianganshijiazhiliupianyashi
，huizudangshepinxinhaoshijiadaozhiliulaiyuanshebeishang。yugezhiqiyiyang，chunshepinduankoutongguochuanliandianrongjiangzhiliushurugelichuqu。zuheduankouzeketongshitongguoshepinhezhiliufenliang。

Crystek Corporation BTEE-01-50-6000 是一款偏置三通，使用了 SMA 插孔

，射頻帶寬為 50 兆赫 (MHz) 至 6 GHz。射頻端口接受最大功率為 2 瓦的射頻信號。直流端口的最大直流輸入為 16 伏。該偏置三通的插入損耗在 2 GHz 時典型值 0.5 分貝 (dB)。工作時

，RF + DC 端口連接到 LNA 和天線。直流電源連接到 DC 端口
，接收器連接到 RF 端口。

直插式濾波器

另一個有用的同軸適配器是直插式濾波器。低通
、高通和帶通濾波器均可用於 BNC 或 SMA 連接器類型
，用來控製電纜上所傳輸信號的頻譜。例如，為了測量模數轉換器 (ADC) 的有效位數，應在信號發生器和該 ADC 之間插入一個低通濾波器。濾波器會衰減發生器的諧波電平，從而大大提高了測量精度。這樣就可以使用成本較低的信號發生器。

Crystek 的 CLPFL-0100 就是這樣的一個好實例
，它是一個 7 階
、100 MHz 低通濾波器，截止頻率為 100 MHz（圖 10）。

對於 100MHz 的輸入信號來說
，使用該器件後其二次諧波將衰減 30dB，其更高次諧波將被衰減 60dB 以上。如果上例中的信號發生器的諧波電平規格為 -66dB，濾波器就會將其降低到 -96dB 以下。

浪湧保護器

浪湧保護器有時也被稱為避雷器
，用於保護敏感的電子產品免受雷電等瞬態浪湧的影響。這可以通過火花隙、氣體放電管或二極管來實現
，這些器件會在電湧損壞所保護設備之前發生電擊穿，將電湧放電至接地。

Amphenol Time Microwave Systems LP-GTR-NFF 是一款 N 型連接器直插式浪湧保護器，使用了一個可更換的氣體放電管。該放電管會在直流電壓高於 ±90 伏/20 A 時擊穿，可處理高達 50 瓦的浪湧。它是直插式的
，帶寬從直流到 3GHz，插入損耗為 0.1dB（最高 1GHz）和 0.2dB（最高 3GHz）（圖 11）。

浪湧保護器一般安裝在 L 型支架上，用大的低電感導體與低阻抗接地進行電氣和機械連接。需要特別注意的是，接地連接的質量會影響浪湧保護器的性能。

直插式衰減器

衰shuai減jian器qi可ke在zai不bu使shi信xin號hao波bo形xing失shi真zhen的de情qing況kuang下xia降jiang低di信xin號hao的de功gong率lv水shui平ping。同tong軸zhou直zhi插cha版ban本ben衰shuai減jian器qi可ke提ti供gong固gu定ding的de衰shuai減jian
，並bing具ju有you各ge種zhong插cha頭tou和he插cha孔kong配pei置zhi

，可ke用yong於yu眾zhong多duo連lian接jie器qi類lei型xing。

Crystek Corporation CATTEN-03R0-BNC 是一款 3dB、50 Ω
、BNC 衰減器，帶寬為 0 至 1GHz，額定功率為 2 瓦（圖 12）。它是該公司產品線中 13 個衰減器型號之一，衰減能力為 1 至 20dB。

直zhi插cha式shi衰shuai減jian器qi顯xian然ran是shi用yong來lai降jiang低di信xin號hao的de功gong率lv電dian平ping的de，但dan不bu太tai明ming顯xian的de是shi，它ta們men也ye可ke用yong於yu在zai串chuan聯lian設she備bei中zhong提ti供gong阻zu抗kang隔ge離li
，以yi及ji減jian少shao阻zu抗kang失shi配pei和he不bu必bi要yao的de反fan射she。

考慮在不匹配的負載阻抗前插入一個匹配的 3dB 衰減器。衰減器輸入信號在傳播到不匹配的負載時，會被衰減器降低 3dB。假設失配的是開路

，那麼整個信號會在負載處發生反射，並通過衰減器反彈回來
，在衰減器輸入端又遭受另外的 3dB 損失。所以衰減器輸入端的回波損耗提高了 6dB。因此在衰減器輸入端觀察到的不匹配會被改善，改善量相當於衰減器值的兩倍——在這種情況下，總的減少量為 6dB。

這種技術有一個缺點，就是通過信號的振幅會降低 3dB
，必須在網絡的其它地方進行補償。Crystek CATTEN-03R0-BNC 在這種應用中表現良好。

結語

zaiyongtongzhoushipeiqilianjieyiqihuoqitashebeishi
，shejirenyuanheqitashebeiyonghuxuyaolejiechuanshuxianludejibenzhishi。yidanlejielezhexiezhishi，yonghujiukeyigenghaodiliyongzhexiefeichangyouyongdezujian，rangtamenfahuigengguangfandeyongchu，baokuogaibianlianjieqileixinghetexingzukang
、信號分支、濾波、浪湧保護、信號衰減以及直流控製和隔離。

來源：網絡

免責聲明：本文為轉載文章，轉載此文目的在於傳遞更多信息，版權歸原作者所有。本文所用視頻
、圖片
、文字如涉及作品版權問題，請聯係小編進行處理。

推薦閱讀：

氣體打火機中的壓電陶瓷

MPS再推強勁POE供電方案，助力5G和網絡視頻監控平台供電多元化發展

圖騰柱PFC在SiC FET的輔助下日漸成熟

帶數字控製器的多相降壓變換器設計

三款經典驅動方案點亮滲透率達90%的汽車LED照明應用