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

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

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

He visto otras preguntas sobre estos conceptos en otras partes de los 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, tal vez con un ejemplo matemático, cómo funciona todo esto?

Voy a dar 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 ohmios. Digamos que pongo 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 estas pérdidas las mismas si paso la señal del secundario al primario? ¿Cambia esto la forma en que se transforma la impedancia en los devanados? ¿Qué sucede si las impedancias de los devanados no son las mismas? ¡Gracias!

Respuestas (1)

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 ohmios. Digamos que pongo una onda sinusoidal de 1 V, 10 MHz, ¿qué sucede?

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

R L = PAG r mi F PAG i norte

Si la señal de entrada es de 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 su ejemplo, supongo que se refiere a una señal de 1 V rms (a diferencia de una amplitud de 1 V o un pico de 1 V). Esto es +13dBm. 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 dice cuánta potencia 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:

yo L = PAG o tu t PAG i norte

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 de -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 estas pérdidas las mismas si paso la señal del secundario al primario?

En un mundo ideal, sí. Esto se debe al teorema de reciprocidad . En el mundo real puede haber ligeras 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 especificaciones de "pérdida de retorno inversa" y "pérdida de inserción inversa". Si el proveedor ofrece características de parámetros S de la pieza, puede consultar las características S 12 (transmisión inversa) y S 22 (reflexión inversa). Si son los mismos que el S 21 y el S 11 , entonces su dispositivo es simétrico.

¿Cambia esto la forma en que se transforma la impedancia en los devanados?

Si la relación de vueltas es 1:1 no habrá transformación de impedancia.

¿Qué sucede si las impedancias de los devanados 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 propio transformador. Si desea transformar las impedancias, elegirá la relación de vueltas para que, por ejemplo, una carga de 75 ohmios pueda ser impulsada por el secundario, mientras que el primario parece una carga de 50 ohmios para el generador.

Entonces, si entiendo correctamente, ¿la inserción es la eficiencia de un devanado al siguiente y el retorno 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 de rf, no solo a transformadores.

cuando dice pérdida, se refiere a la relación entre la entrada y la salida, no a la diferencia, ¿correcto?

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

Entonces, si entiendo correctamente, ¿la inserción es la eficiencia de un devanado al siguiente y el retorno 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 de rf, no solo a transformadores.
Creo que entiendo, pero cuando dices pérdida, te refieres a la relación entre la entrada y la salida, no a la diferencia, ¿correcto?
Sí, una relación en vatios es una diferencia en dBm.
Si está dispuesto a actualizar su respuesta para abordar las preguntas en nuestros comentarios y tal vez mostrar una ecuación rápida sobre el cálculo de las pérdidas por inserción y retorno, me complacería aceptarla como la respuesta.