用于75Ω测量的有线电视最小损耗焊盘

CATV系统基于75Ω特性阻抗，但典型的实验室设备具有50Ω特性阻抗。75Ω至50Ω最小损耗焊盘（MLP）是一种精确测量电压和功率的宽带方法。本文介绍此类MLP所需的电阻网络。还推导出了具有通用源阻抗和负载阻抗的MLP的方程。

介绍

最小损耗焊盘支持使用 75Ω 测试设备测量宽带 50Ω 电路，例如有线电视调谐器 IC、电缆上游放大器和卫星 DBS 调谐器 IC。使用 MLP 时，必须知道是使用 MLP 的电压损耗还是功率损耗。MLP的功率损耗量与阻抗变换引起的电压损耗不同。具体来说，用于功率测量的功率损耗在任一方向变换时都是相同的。用于电压测量的电压损耗因阻抗变换的方向而异。

75Ω至50Ω MLP特性总结

图1.75Ω至50Ω最小损耗焊盘。

图1所示为用于在75Ω和50Ω之间转换的MLP。75Ω端接采用75Ω等效电阻网络。类似地，50Ω端接采用50Ω等效电阻网络。

表1显示，从75Ω变换至50Ω或从50Ω变换至75Ω时，功率损耗保持不变。然而，从75Ω变换至50Ω时的电压损耗大于从50Ω变换至75Ω时的电压损耗。

表 1.75Ω至50Ω MLP功率和电压损耗

通用 MLP 电阻值公式

图2.最小损耗垫。

图2显示了源阻抗和负载阻抗为R的MLPS和 RL.L型截面焊盘用于匹配高阻抗RS，至低阻抗，RL.（图 2 假设 RS>·L.)该MLP的电阻值由公式1和公式2[1]确定。

高至低阻抗信号路径

图3显示了一个MLP，其中信号路径从高阻抗到低阻抗，即从电路左侧到右侧。

图3.具有高阻抗至低阻抗信号路径的 MLP。

电压损耗

在有线电视系统中，信号电平通常以dBmV [2]的电压单位测量，这是相对于1mV的分贝。当信号电平以电压单位表示时，使用MLP的电压损耗。下面推导出了MLP电压损耗的一般方程，基于图3，并再次假设RS>·L.

通过检查图3：

以dB为单位的电压损耗表示为：

将等式4代入等式5：

公式6.1是一个替代的电压损耗方程，仅以R为单位S和 RL，这是将等式 1 和等式 2 代入等式 6 得出的结果。

功率损耗

当使用以功率单位（例如dBm）定义的信号电平时，使用MLP的功率损耗。dBm 是相对于 1mW 功率的分贝。典型的测试设备以dBm为单位测量信号电平。

下面根据图3和图4推导出MLP功率损耗的一般方程，再次假设RS>·L.推导的方程表明，功率损耗由电压损耗加上阻抗比项组成。功率损耗计算为输送功率与可用功率之比 [3][4]。

图4.功率可用于完美匹配的负载。

可用功率，P一个，是完美匹配负载的可用功率，如图4所示。

通过图3检查，输送到负载的功率，PD是：

V2表示为：

将等式10代入等式9：

功率损耗（以 dB 为单位）表示为：

将等式8和等式11代入等式12：

通过检查图 3，对于完美匹配的 MLP：

将等式16代入等式15：

比较公式18和公式6，观察功率损耗和电压损耗方程之间的差异。功率损耗由电压损耗加上阻抗比项组成。

等式18.1是另一种功率损耗方程，仅以RS和 RL，这是将等式 1 和等式 2 代入等式 18 得出的结果：

低至高阻抗信号路径

为了在讨论低阻抗到高阻抗信号路径时保持符号的一致性，图5显示了RS和 RL在与图3相同的电路位置，尽管信号现在以相反的方向流过MLP。

图5.具有低阻抗至高阻抗信号路径的 MLP。

电压损耗

通过检查图5：

以dB为单位的电压损耗表示为：

将等式20代入等式21：

另一种电压损耗方程，仅以R为单位S和 RL，将公式 1 和公式 2 代入公式 22 得到的结果。

功率损耗

从图5可以看出，匹配的源阻抗和负载阻抗的功率损耗为：

将等式20代入等式24。

另一种功率损耗方程，同样仅以R为单位S和 RL，将公式 1 和公式 2 代入公式 25 得到的结果。

比较公式25和公式22，观察功率损耗和电压损耗方程之间的差异。同样，对于低阻抗到高阻抗信号路径，功率损耗由电压损耗加上阻抗比项组成。

75Ω至50Ω MLP示例

要确定75Ω至50Ω MLP的电阻值，请参考上图2所示的一般MLP。选择 RS和 RL分别为75Ω和50Ω。这满足了 RS>·L.从公式 2：

从公式 1：

要确定75Ω至50Ω信号路径的电压损耗，请使用公式6。

要确定75Ω至50Ω信号路径的功率损耗，请使用公式18。

要确定50Ω至75Ω信号路径的电压损耗，请使用公式22。

要确定50Ω至75Ω信号路径的功率损耗，请使用公式25。

请注意，当信号沿任一方向传播时，功率损耗是相同的，而电压损耗因信号方向而异。另请注意，功率损耗和电压损耗之间的差异是由阻抗比项引起的。

结论

MLP的功率损耗和电压损耗因源阻抗和负载阻抗不同而不同。功率损耗等于电压损耗加上阻抗比项。

当信号沿任一方向流动时，功率损耗是相同的。然而，当信号从高阻抗源流向低阻抗负载时，电压损耗更大。

以 dBmV、dBμV 或 dBV 为单位进行测量或任何与电压相关的测量时，请使用电压损耗。在以 dBm 为单位进行测量或任何功率测量时使用功率损耗。

审核编辑：郭婷