Definición y explicación de la pérdida de inserción y la pérdida de retorno

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Estoy tratando de entender el significado físico de la pérdida de inserción y la pérdida de retorno en un transformador, específicamente los transformadores de RF.

Los valores a menudo se citan como cifras de mérito en las hojas de datos, pero tengo problemas para comprender cómo estos valores afectan la operación en un transformador.

He visto otras preguntas sobre estos conceptos en otros foros, pero parecen discutir cómo manejarlos en circuitos y componentes en lugar de sus significados y efectos.

Los artículos de Wikipedia sobre esto son algo confusos para mí. ¿Podría alguien explicar, quizás con un ejemplo matemático, cómo funciona todo esto?

Daré un ejemplo de lo que estoy viendo:

Para un transformador de RF dado, la Pérdida de inserción a 10 MHz es de 0.5 dB, y la Pérdida de retorno a 10 MHz es de 25 dB, con impedancias de 50 Ohm. Digamos que puse una onda sinusoidal de 1 V, 10 MHz, ¿qué sucede?

¿Cómo afecta esto a la señal en el devanado secundario? Si los devanados son 1: 1, ¿son iguales estas pérdidas si ejecuto la señal del secundario al primario? ¿Cambia esto cómo se transforma la impedancia a través de los devanados? ¿Qué pasa si las impedancias del bobinado no son las mismas? Gracias!

    
pregunta iwantmyphd

1 respuesta

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Para un transformador de RF dado, la Pérdida de inserción a 10 MHz es de 0.5 dB, y la Pérdida de retorno a 10 MHz es de 25 dB, con impedancias de 50 Ohm. Digamos que puse una onda sinusoidal de 1 V, 10 MHz, ¿qué sucede?

La pérdida de retorno le indica la cantidad de la señal de entrada que se refleja. La pérdida de retorno es la relación entre la potencia reflejada y la potencia de entrada:

$$ \ mathrm {RL} = \ frac {P_ {ref}} {P_ {in}} $$

Si la señal de entrada es 0 dBm y hay una pérdida de retorno de 25 dB, entonces el componente creará una onda reflejada de -25 dBm hacia el generador.

En tu ejemplo, asumo que te refieres a una señal de 1 V rms (a diferencia de 1 V de amplitud o 1 V pico-pico). Esto es +13 dBm. Con una pérdida de retorno de 25 dBm, la onda reflejada tiene una potencia de -12 dBm o una amplitud de 56 mV rms.

La pérdida de inserción le indica la cantidad de energía que se pierde en la señal que pasa a través del componente. La pérdida de inserción es la relación entre la potencia de salida y la potencia de entrada:

$$ \ mathrm {IL} = \ frac {P_ {out}} {P_ {in}} $$

Si la señal de entrada es de 0 dBm y hay una pérdida de inserción de 0.5 dB, la señal transmitida (continuando hacia la carga final) es -0.5 dBm. En su ejemplo, +13 dBm - 0.5 dB da una potencia de +12.5 dBm o una amplitud de 943 mV rms.

  

Si los devanados son 1: 1, ¿son iguales estas pérdidas si ejecuto la señal del secundario al primario?

En un mundo ideal, sí. Esto se debe al teorema de reciprocidad . En el mundo real puede haber pequeñas diferencias en las características medidas debido a las diferencias entre los conectores de cada lado, etc.

Si esta característica es importante para su aplicación, puede buscar un transformador con las especificaciones de "pérdida de retorno inversa" y "pérdida de inserción inversa". Si el proveedor ofrece las características del parámetro S de la pieza, puede ver las características S 12 (transmisión inversa) y S 22 (reflexión inversa). Si son los mismos que S 21 y S 11 , entonces su dispositivo es symettric.

  

¿Esto cambia la forma en que la impedancia se transforma a través de los devanados?

Si la relación de giros es 1: 1, no habrá ninguna transformación de impedancia.

  

¿Qué pasa si las impedancias del devanado no son las mismas?

En rf, si las cosas se hacen bien, la impedancia que se ve en el primario depende más de cómo se carga el secundario que de las características del transformador en sí. Si desea transformar las impedancias, elegirá la relación de giros para que, por ejemplo, una carga de 75 ohmios pueda ser controlada por la secundaria, mientras que la primaria se parece a una carga de 50 ohmios para el generador.

  

Entonces, si lo comprendo correctamente, la inserción es la eficiencia de un devanado al siguiente, y ¿Devolución es la parte reflejada de la señal original?

La pérdida de inserción es la pérdida de potencia de entrada a salida. Se aplica a muchos tipos de dispositivos rf, no solo a transformadores.

  

cuando dices pérdida, te refieres a la relación entre entrada y salida, no la diferencia, ¿correcto?

Sí, una relación en vatios es una diferencia en dBm.

    
respondido por el The Photon

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