高频通道大体概念第三版文档格式.docx

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表1电压（V）、功率（w）、电压电平和功率电平与负载阻抗的关系z（）U（V）P（W）LU（dBV）LP（dBm）L（dB）20406041107540910012038715053763003343600310120028-3图14.其它计量单位奈培（Np）在实际应用中，还常常采纳功率或电压之比的自然对数表示电平，单位为奈培（Np），显然1Np二、阻抗的大体概念1.阻抗的概念在一样状态下的导体，多少都存有阻止电流流动的作用，而表示其阻止程度者，称为“电阻”，单位值是“欧姆”，代号为“”。

在交流电路中，除电阻外，还有电感和电容等皆有阻碍电流作用，通常将阻止交流电流作用的部份，总称为“阻抗”。

对高频信号，它的阻抗显然应包括电阻和电抗两部份。

可是，假设同时考虑电阻和电抗，显然会造成数学模型和计算的复杂化。

事实上，在设计频带内高频加工设备的电抗远小于电阻，因此在工程应历时，咱们假设高频加工设备在设计频带内只有电阻而没有电抗。

如此，咱们关于阻抗和频率的计算就能够够用如下公式：

（）（W）必需注意的是，在设计频带外，高频加工设备的电抗与电阻是可比的，现在公式、将再也不适用。

2.四端网络任何复杂的电气网络，若是有且只有四个端子与外部连接。

且其中一对端子为电能的输入端,i另外一对端子为电能的输出端，那么如此的网络称为四端网络。

四端网络内部无电源者称无源四端网络，如结合滤过器、高频电缆等。

四端网络内部有电源者称有源四端网络。

图23.特性阻抗特性阻抗是一个仅与四端网络的结构元件参数有关的物理量，与它的输出端所接负载阻抗无关。

一个对称四端网络，从双侧看进去时它们的特性阻抗是相等的。

一个不对称的四端网络，从双侧看进去它们的特性阻抗是不相等的。

经计算说明，假定在输出端接入一个与本端特性相等的负载阻抗，那么输入端的负载阻抗与本端的特性阻抗相等。

这时负载能够取得最大功率，称为阻抗匹配连接。

当接入一个与输出端的特性阻抗不相等的负载时，那么输入端口的输入阻抗要随负载阻抗的转变而转变。

4.波阻抗输电线作为最要紧的加工设备，它的特性阻抗又被称为波阻抗。

波阻抗的计算公式是：

可见，输电线的波阻抗与有关。

5.输入阻抗在数值上等于负载（无源）的输入电压与输入电流之比。

它表示负载的大小。

6.输出阻抗在数值上等于等效电源的内阻（或说在数值上等于等效电源的电动势为零时从输出端子看进去的输入阻抗）。

7.匹配当电源的输出阻抗等于负载的输人阻抗时，负载上可取得最大功率，这时电源与负载称为匹配连接。

在以下图中，负载上得到的功率为:

由此可知当RSRL时，负载上可取得最大功率。

若是电源内阻不是纯电阻，那么负载阻抗的绝对值除应与电源的内阻抗绝对值相等外，且电抗符号应相反。

图5在高频通道的传输中，阻抗匹配很重要，不然在接收端就不可能收到最大的功率信号。

如结合滤过器的参数设计，不仅要与高压输电线的高频参数匹配，还要与高频电缆的高频参数匹配确实是那个道理。

事实上，高频通道是由电源（包括内阻）、负载和多个四端网络一起组成的。

在高频通道的各联接处望向电源侧（发信侧），自然有一个等效的输出阻抗；

而望向负载侧（收信侧），自然有一个等效的输入阻抗。

若是忽略电抗的话，假设输入阻抗与输出阻抗相差不大，咱们就以为在这一点上高频通道是近似匹配的。

假设高频通道每一点都知足近似匹配，那么高频通道确实是匹配的。

图6在高频通道中，咱们能够通过测量阻抗判别各元件的参数是不是符合设计值，从而确信该元件是不是与通道的其他元件匹配。

一样情形下，误差在10之内是能够同意的。

但由于一个完整的高频通道是由多个元件所组成的，这就存在累积误差的可能。

也确实是说，从收发信机往出去，输入阻抗可能超过100乃至120欧姆，而收发信机内阻只有70欧姆。

现在必然有较大的反射。

但具体每一个元件的特性阻抗可能都不超过10（82欧姆）的误差范围。

8.输入阻抗测定因为现场一样无高频电流表，一样采纳外加电阻R1，通过测量外加电阻的电压间接测量电流，进而求得输入阻抗。

当R1双侧均不接地时（如图7），应用选平电平表（或高频电压表）的平稳档测量R1上的电平（电压），而R2上的电平（电压）那么既可用不平稳档测量，也可用不平稳档测量。

现场假设无平稳表计，那么应按图8接线，现在可用不平稳档测量R1的电平，但须注意现在信号源不能接地。

注：

平稳档可测量任意两点之间的电压电平。

两测试线是对地悬空且不分极性的。

而同轴（不平稳）档那么只能测量某点对地的电压电平，且需要注意测试线的极性，因为其中一条线（多为黑线）是接地的。

因此在测量均不接地的两点或反极性测量某点电平常，会造成回路接地，测得的数据也是错误的。

9.输出阻抗的测量输出阻抗为信号源内阻，一样由厂商给予。

关于收发信机来讲，在发信时其信号源，其内阻自然是输出阻抗，但在接收信号时又是负载，其内阻自然是输入阻抗。

最近几年来，常常发觉由于收发信机内阻与额定值（75欧姆）相差较远造成通道严峻不匹配的情形，值得大伙儿注意。

因此，有必要测量收发信机作为负载时的输入阻抗。

10.特性阻抗的测量图9特性阻抗测试图见图当S打开时，测得四端网络A侧的输入阻抗为ZK当S闭合时，测得四端网络A侧的输入阻抗为Z0那么该四端网络A侧的特性阻抗为:

四、衰耗的大体概念1.衰耗衰耗是表征不同测试点之间或同一测试点不同状态下功率电平转变的指标。

因此，衰耗的测试必需利用功率电平为基准，如实测为电压电平就必需转换为功率电平。

1）工作衰耗bw工作衰耗bw为当负载阻抗RL与电源阻抗Rs相等并直接相连时，负载RL所得的最大接收功率（Pmax）与通过四端网络后负载R所得功率（P2）,取Pmax与P2之比的经常使用对数的十倍称为工作衰耗。

图10负载直接与电源相连接及经四端网络与电源连接图图11测量工作衰耗接线图

（1）电压表法。

接入四端网络后负载所得功率

（2）电平表示法。

当R=Rs时，那么dB工作衰耗能反映各环节的固有衰耗及匹配情形，表示电源功率经四端网络传输时被利用的程度。

计算公式和实验方式必然要弄清楚。

值得注意的是，收发信机并非是一个电压源，也确实是说，负载不同时收发信机的信号幅度（U1）也不同。

因此不能利用收发信机作为信号源测量工作衰耗。

2）传输衰耗bt传输衰耗为接人四端网络后，输人端与输出端的相对电平。

dBPi输入功率Po输出功率

（1）电压表法。

（2）电平表法传输衰耗与信号源的内阻大小无关，只反映四端网络的传输衰耗，在通道异样时，能够用来检查四端网络好坏的。

3）分流衰耗bdi分流衰耗bdi是某一回路在无分支回路时和有分支回路Rb时，二者在负载上所得功率之比的经常使用对数的10倍。

（1）电压表法。

dB

（2）电平表法dB在实际的高频通道或高频回路中，往往存在多个高频元件并接的情形。

如：

阻波器、高频差接网络，多台载波机并机等。

这是因为并接的几个元件的带通频带是不一样的。

通过测量分流衰耗能够判定并接元件特性的好坏。

关于高频爱惜通道，最多的是利用分流衰耗检查阻波器的特性。

当分流衰耗大于2dB时，阻波器就可能需要吊检了。

4）回波衰耗brt一个内阻为Zs的电源和阻抗为ZL的负载相连。

在连接点将会产生电压和电流的反射.那么：

反射系数为：

电压和电流反射回电源产生的损耗称回波衰耗。

那么回波衰耗为：

dB回波衰耗的大小能够表示阻抗匹配的程度。

它是ZS/ZL的一个函数。

当ZS/ZL越接近1时，brt当越大，匹配程度越好。

反之，那么brt越接近零，匹配越差。

5）反射衰耗brf反射衰耗是依照负载阻抗R不等于电源内阻RS；

时所引发的能量反射确信的衰耗。

当R=RS时，负载电阻分派到的功率当R=RS时，负载电阻分派到的功率那么反射衰耗为：

dB因此反射衰耗的大小与阻抗的不匹配程度有关，若是R=RS时6）跨越衰耗在高频信号的传输中，由于本通道与相邻通道之间有耦合作用，在相邻通道中常常可测到本通道的信号。

跨越衰耗是指相邻通道之间的衰耗，数值为相邻通道测试点之间的相对功率电平值。

如图，AB两相的同向相邻通道的跨越衰耗为：

图15近端：

远端：

图16不仅同向相邻通道之间有跨越衰耗，反向相邻通道同相或不同相间也有跨越衰耗。

如图,那么跨越衰耗为：

众所周知，变电站的跨越衰减与与线路间的跨越衰减是不同的，线路之间的跨越衰减要紧决定于到线路的相对位置的排列和换位情形，串扰信号是通过电磁和静电耦合传到被串通道的。

而变电站近端跨越衰减值，要紧决定于变电站内各类电气设备的高频特性、母线的结构和尺寸。

串扰信号要紧以耦合形式传送至被串通道。

而对连接在同一母线不同出线或同一出线不同相线之间的衰耗的大小，要紧取决于变电站的母线耦合程度。

不同线路上是不是装设阻波器或同一出线的不同相线上是不是装设阻波器和阻波器阻塞性能的好坏，将直接阻碍变电站近端跨越衰耗的大小。

因此，应用这一原理，能够在任何不断电的情形下，测量检查阻波器运行中的阻塞特性。

高频测试实务1.电平表的刻度和电平表的利用一样说来，电平表实质上确实是电压表，但它不是以电压单位“伏”为单为刻度，而是以“分贝”为单位刻度的。

由于引入电平表输人端的量是电压值，而且以的原那么进行刻度的，即0dBu对应的输入电压值为，因此测量取得的值为电压的绝对电平。

假设已知该点的电压电平Lu，那么该点的电压值为这种测量与被测点的阻抗无关，也确实是说不管阻抗为多少值，只要电压数值相等，测得的电平值总相同。

假设要知该点的功率电平，那么要用式计算。

利用电平表时，应注意设置其内阻，一样电平表的内阻有75,150，600欧姆和高阻四档。

经常使用的测试方式有跨接测量和终端测量两种。

依照不同的测试项目选用不同的内阻。

利用电平表时，还应注意应利用选频档，决不能用宽频测量。

利用电平表时，还应注意同轴（不平稳）与平稳的区别。

平稳口可测量任意两点之间的电压电平。

它是对地悬空的。

而同轴（不平稳）口那么只能测量某点对地的电压电平，且需要注意测试线的极性，因为其中一条线（多为黑线）是接地的。

因此在测量均不接地的两点或反极性测量某点电平常，会造成回路接地。

因此测得的数据也是错误的。

附：

1跨接测量法将电平表放高阻挡，跨接在被测物两头，如下图。

不论利用电平表仍是利用电压表测量，都要注意接地址问题。

在下图中，“1表”、“3表”、“4表”可利用一样真空管电压表或不平稳输入电平表测量。

但“2”表就不能用不平稳表计,而必然要利用平稳输入式表计测量，因为被测两点均不接地。

注意：

需要接地的测量仪表，应将接地址直接接地网,不能几台仪器并起来接地，不然会因杂散电流的阻碍造成误差，专门是测量小信号时阻碍更大。

在日常利用中，建议利用高频选频表的平稳选频档测量，以减小干扰。

2终端测量法将被测物断开，用电平表代替被试物，使电平表内阻等于被试物的输入阻抗，如以下图。

在高频通道的测量中，被试物的输入阻抗是往往未知数，而且一样不与电平表内阻匹配，故多不采纳此法。

但在通信设备的调试工作中因载波机的各级输入阻抗一样为已知数并与表计内阻相符因此能够采纳之。

在以后的电平测量中，假设无特殊说明，电平测量均指跨接测量。

2.高频通道测试盒的介绍从以往的体会中发觉，当高频通道异样时，如何正确的检查高频高频通道时继保人员的一个难题。

而正确的检查方式除需要选平电平表和高频振荡器外还需要适合的无感电阻和电容。

包括：

5欧姆无感电阻75欧姆无感电阻300欧姆无感电阻400欧姆无感电阻5000PF电容但是，很多情形下，各单位没有配备上述元件。

为了各单位更好的保护高频通道，现将上述元件集成在高频通道测试盒供各单位利用。

图19图205欧姆无感电阻用于在回路中附加一小电阻，通过测量那个小电阻的电压进而求得回路中的电流。

75欧姆无感电阻在测量衰耗的时候，300欧姆无感电阻400欧姆无感电阻5000PF电容3.输入阻抗测试详细步骤仪器仪表预备：

选频电平表、高频振荡器、5欧姆无感电阻（高频测试盒）表计设置选频电平表内阻：

高阻测量范围：

选频测量接口：

同轴（不平稳）或平稳（建议利用平稳）高频振荡器内阻：

75欧姆或0欧姆测试步骤：

1.校准表计后按以下图接线图212.调整振荡器的发射频率和功率，输出信号。

3.利用选频电平表测试待测设备两头的电压电平（A一、A2点之间）。

应注意：

a）假设利用同轴（不平稳）测量，应将正极侧（红线）接在A1处，将地线（黑线）接在A2处。

b）假设利用平稳接口测量，两条测试线可不分极性的接在A一、A2处，地线悬空。

C）选频电平表的量程应设在最大档位，然后逐级降低量程，避免表计受到冲击损坏。

4.利用选频电平表测试比较电阻（R）的电压电平（B一、B2点之间）。

a）假设利用平稳接口测量，两条测试线可不分极性的接在B一、B2处，地线悬空。

b）假设利用同轴（不平稳）测量，应依照以下图2从头接线,再将正极侧（红线）接在B1处，将地线（黑线）接在B2处。

图22C）选频电平表的量程应设在最大档位，然后逐级降低量程，避免表计受到冲击损坏。

5.依照公式计算被测设备的输入阻抗。

6.四段网络的特性阻抗，可通过别离测量本侧的的输入阻抗求得本侧的四端网络的特性阻抗。

ZT：

特性阻抗，ZK：

四端网络对侧开路时本侧的输入阻抗Z0：

四端网络对侧短路时本侧的输入阻抗图234.四端网络传输衰耗测试详细步骤仪器仪表预备：

选频电平表、高频振荡器、两个高频测试盒（包括5欧姆无感电阻、75欧姆无感电阻、300欧姆无感电阻、400欧姆无感电阻、5000PF电容）表计设置1.选频电平表内阻：

同轴（不平稳）或平稳（建议利用平稳）2高频振荡器内阻：

75欧姆或0欧姆电源内阻为75欧姆四端网络传输衰耗测试步骤：

1.校准表计后按以下图接线，振荡器侧的75欧姆内阻可利用振荡器自身的内阻（现在振荡器内阻档打在75欧姆），也可外接75欧姆无感电阻作为内阻（现在振荡器内阻档打在0欧姆）。

图242.调整振荡器的发射频率盒功率，输出信号。

3.测量输入四端网络的电压电平，建议利用平稳测量。

4.测量四端网络输出的电压电平，建议利用平稳测量。

a）假设利用同轴（不平稳）测量，应将正极侧（红线）接在C1处，将地线（黑线）接在C2处。

b）假设利用平稳接口测量，两条测试线可不分极性的接在C一、C2处，地线悬空。

5.测量附加电阻的电压电平，建议利用平稳测量。

a）应用平稳接口测量，两条测试线可不分极性的接在B一、B2处，地线悬空。

b）选频电平表的量程应设在最大档位，然后逐级降低量程，避免表计受到冲击损坏。

6.测量四端网络负载的输入阻抗，依照前面的测试方式测试。

7.依照以下公式计算传输衰耗。

8.电源的内阻不为75欧姆时，应依如实际情形外接无感电阻。

5.高频通道异样时应测试项目当收发信机显现“3db”报警后，继保人员不许诺盲目地减少收信插件的衰耗来复归报警信号，而必需详细地检查高频通道（双侧同时）各点收发信电平，查找衰耗增大的缘故，与以往的实测值比较，逐个排除故障，使通道恢复正常运行状态。

通道检查简单项目如下：

一、收发信机收发信电平检查（所有检查全数采纳电压电平。

选频表用选频档、高阻挡，决不能用宽频测量）

（1）在发信机输出电缆端，用选频表测量收发信电平。

图25

（2）将发信机切到75负载（R）上，测动身信电平，将通道切在75负载（R）上测出收信电平。

（3）若是通道上的收发信电平与在75负载（R）上的收发信电平误差大于2db以上，说明存在通道输入阻抗或收发信机输入阻抗不匹配。

图26二、通道输入阻抗检查

（1）在发信机输出电缆芯中串入55W电阻（可用高频电流表）用发信机发信，测动身信电平P1，测出5电阻上电平PR，然后算出通道输入阻抗。

图27注意测量PR时选频表用平稳高阻测量，以减小误差。

电压表法：

电平表法：

（2）由发信机发信，在场地结合滤波器电缆侧测动身信电平，记下发信机，及电缆侧电平，两点电平误差大于2db时，将接在结合滤波器上的电缆拆开，并上7520W无感电阻，由发信机发信，用电平表测出P一、P7五、P1-P75应小于2db（假设电缆回路中串有分频器，差接网络时，此值应加上分频器衰耗约1db差接网络衰耗约4db）。

若是误差较大，应检查高频电缆的绝缘电阻，（用1000V摇表，应在100M以上）。

直流电阻。

通常利用的高频电缆为SYV-100-7或是SYV-75-9结构一样，阻抗不一样，只是芯线的粗细，100的为1，75的为1，直流电阻约50/km，约km，一样衰耗值500KHZ-200KHZkm、200KHZ-400KHZkm图283、结合滤波器检查

（1）由发信机发信，选频表测量滤波器二次侧及一次侧收发信电平，依照电缆与输出线路阻抗匹配关系，结合滤波器阻抗变格为电缆侧ZC2=75线路侧为ZC1=400（或300），现在P1与P2约相差7-9个dB。

图29

（2）假设侧出的P1与P2误差较大，能够模拟电阻（R3=40020W或R3=30020W），模拟电容（C3=4700-5000PF）串接后接入结合滤波器的一次侧至地，结合滤波器一次侧与耦合电容断开。

由发信机发信，选频表测出P一、P2其比值应符合第

（1）点中的关系。

假设误差较大就应单独拆开结合滤波器，做各项指标实验。

（结合滤波器查验按厂家要求，在此不列出）注意串接模拟电阻电容时，结合滤波器上接地刀闸的靠得住性，有必要时，可在耦合电容的引下线处另接接地线。

图304、耦合电容的检查

（1）用钳表在耦合电容引下线测出电流值（单位：

A），然后接式算出电容值（单位：

F）因（1F=106F，1F=106F）五、阻波器检查若是以上四个项目全数检查正确（双侧）就能够够疑心线路上面的阻波器是不是失谐，这时只能申请停电，然后采纳双侧连番跳开关及拉合线路地刀的方式来判定哪一侧的阻波器出故障。

地刀在不同的位置时，收信电平的转变不该超过2dB（分流衰耗）。

不然应安排阻波器吊检。

6复杂高频通道故障的检查方式事实上，高频通道检查是没有捷径可言的。

只有实实在在的测好每一点的数据，通过标准阻抗的测试数据与实际测试数据的比对，才能找到故障的元件。

这一点，在有多个元件的特性阻抗偏移时尤其重要。

关于这种情形，应依照下表逐点测试各类情形下，实际负载与模拟负载的收发信电平和输入阻抗。

从而找到故障元件。

必需强调的是，阻抗和衰耗才是反映元件特性的参数。

单单测到的电平，尤其是电压电平是不能确信问题本源的。

甲侧ABCDEF乙侧正常状态发信电平收信电平收信电平发信电平输入阻抗（甲侧）输入阻抗（乙侧）A点接75欧姆发信电平收信电平收信电平发信电平输入阻抗（甲侧）输入阻抗（乙侧）B点接75欧姆发信电平收信电平收信电平发信电平输入阻抗（甲侧）输入阻抗（乙侧）C点接300（400）欧姆及5000PF电容发信电平输入阻抗（甲侧）D点接300（400）欧姆及5000PF电容发信电平输入阻抗（乙侧）E点接75欧姆发信电平收信电平收信电平发信电平输入阻抗（甲侧）输入阻抗（乙侧）F点接75欧姆发信电平收信电平收信电平发信电平输入阻抗（甲侧）输入阻抗（乙侧）图31