Để tìm hiểu “Sóng đứng là gì, Tỷ số sóng đứng là gì“, xin mời bạn đọc theo dõi ngay bài viết dưới đây.
Khái niệm sóng đứng là gì?
Sóng đứng là một loại sóng dao động tại một điểm cố định trong không gian. Nó không giống như sóng dọc, mà là sóng dao động theo hướng đi qua một vị trí cố định. Sóng đứng được hình thành bởi sự tương tác của hai sóng dọc cùng tần số và cùng biên độ di chuyển ở hai hướng đối lập trên một trục trung tâm. Tạo ra một mô hình sóng đứng tại một điểm cố định.
Sóng đứng thường được tạo ra trong các thí nghiệm vật lý, điều khiển bằng cách thay đổi tần số hoặc biên độ của hai sóng dọc. Và chúng ta có thể được quan sát trực tiếp thông qua các thiết bị đo sóng. Sóng đứng có nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực như vật lý, điện tử, và âm nhạc.
Tỷ số sóng đứng là gì?
Theo Wikipedia, tỷ lệ sóng đứng (SWR) được định nghĩa là một phép đo sự phù hợp trở kháng của tải với trở kháng đặc trưng của đường truyền hoặc ống dẫn sóng. Sự không khớp trở kháng dẫn đến sóng dừng dọc theo đường truyền. Và SWR được định nghĩa là tỷ số giữa biên độ của sóng dừng một phần tại cực dương (tối đa) với biên độ tại một nút (cực tiểu) dọc theo đường thẳng.
Khi kiểm tra hệ thống đường truyền, bạn cần phải hiểu rằng nguồn, đường truyền, anten và tải đều sẽ có trở kháng riêng. Tiêu chuẩn phổ biến cho trở kháng của các thiết bị RF hiện nay là 50Ω. Để có thể truyền được tối đa công suất tin hiệu từ nguồn đến đường truyền/điện trở/đầu vào cho hệ thống khác và anten thì các mức trở kháng đó phải khớp với nhau. Nói cách khác, nếu hệ thống 50Ω, nguồn hoặc tín hiệu cũng phải có trở kháng 50Ω và đường truyền cũng vậy.
Máy đo tỷ lệ sóng đứng (SWR) là gì?
Bởi vì SWR là thước đo trở kháng tải so với trở kháng đặc trưng của đường truyền đang sử dụng (cùng xác định hệ số phản xạ như mô tả bên dưới). Máy đo SWR nhất định có thể giải thích trở kháng mà nó thấy theo SWR chỉ khi nó có được thiết kế cho trở kháng đặc tính cụ thể đó. Trong thực tế, hầu hết các đường truyền được sử dụng trong các ứng dụng này là cáp đồng trục với trở kháng 50 hoặc 75 ohms. Vì thế, hầu hết các máy đo SWR đều tương ứng với một trong những loại này.
VSWR (Tỷ lệ sóng đứng điện áp) là gì?
Sóng đứng là gì hay tỷ lệ sóng điện áp đứng, VSWR là tỷ lệ của điện áp từ tối đa đến tối thiểu trên đường dây không tổn hao. Thông thường, tỷ lệ kết quả được trả về sẽ là 5:1, 3:1… tỷ lệ kết hợp hoàn hảo là 1:1. Trên thực tế, có suy hao trên tất cả các đường truyền. Các yếu tố ảnh hưởng đến VSWR gồm: tần số, Anten mặt đất, Vật kim loại gần đó, Loại cấu tạo anten, Nhiệt độ.
Để đo sóng đứng, công suất ngược và công suất trực tiếp được đo trên một điểm của đường truyền. Kết quả sẽ được chuyển đổi thành kết quả đo sóng đứng. VSWR được đo tại một điểm và điện áp cực tiểu cực đại không cần phải xác định trên chiều dài của đường dây dẫn.
Phạm vi giá trị của VSWR là từ 1 đến ∞. Giá trị VSWR dưới 2 được coi là phù hợp cho hầu hết các ứng dụng ăng-ten. Ăng-ten có thể được mô tả là có “Phù hợp tốt”. Vì vậy, khi ai đó nói rằng ăng-ten được kết hợp kém, tức là giá trị VSWR vượt quá 2 cho một tần số quan tâm.
So sánh SWR so với VSWR – Sóng đứng là gì
Có thể thấy, SWR là một khái niệm chỉ tỷ số sóng đứng. Còn VSWR là cách bạn thực hiện phép đo, bằng cách đo điện áp để xác định SWR. Bạn có thể xem sự khác nhau cụ thể của hai khái niệm này như sau:
– SWR (tỷ số sóng đứng): Nó mô tả điện áp và sóng dừng hiện tại xuất hiện trên đường dây. Tức là một mô tả chung cho cả dòng điện và sóng dừng điện áp. SWR thường được sử dụng kết hợp với các máy đo để phát hiện tỷ lệ sóng dừng. Cả dòng điện và điện áp đều tăng và giảm theo tỷ lệ như nhau đối với một sự không phù hợp nhất định.
– VSWR (tỷ lệ sóng đứng điện áp): áp dụng cụ thể cho các sóng dừng điện áp được thiết lập trên một bộ nạp hoặc đường truyền. Vì việc phát hiện sóng dừng của điện áp dễ dàng hơn và trong nhiều trường hợp, điện áp quan trọng hơn về sự cố thiết bị. Do đó, thuật ngữ VSWR thường được sử dụng, đặc biệt là trong các khu vực thiết kế RF.
VSWR ảnh hưởng đến hiệu suất trong hệ thống truyền như thế nào?
Bất kỳ hệ thống truyền dẫn hay hệ thống nào sử dụng tần số vô tuyến và trở kháng giống hệt nhau đều có hiệu suất bị ảnh hưởng bởi VSWR. Mặc dù VSWR được sử dụng bình thường, cả sóng điện áp và sóng hiện tại đều có thể gây ra sự cố. Một vài ảnh hưởng của VSWK đến hiệu suất trong hệ thống truyền như:
Bộ khuếch đại công suất máy phát có thể bị hỏng
Mức điện áp và dòng điện tăng lên trên bộ nạp do sóng dừng, có thể làm hỏng các bóng bán dẫn đầu ra của máy phát. Các thiết bị bán dẫn rất đáng tin cậy nếu hoạt động trong giới hạn quy định của chúng, nhưng sóng dừng điện áp và dòng điện trên bộ nạp có thể gây ra thiệt hại nghiêm trọng nếu chúng khiến thiết bị hoạt động ngoài giới hạn của chúng.
Bảo vệ PA giảm công suất đầu ra – Ảnh hưởng của sóng đứng là gì
Do nguy cơ thực sự của mức SWR cao gây ra hư hỏng cho bộ khuếch đại công suất, nhiều máy phát kết hợp mạch bảo vệ làm giảm đầu ra từ máy phát khi SWR tăng. Điều này có nghĩa là sự kết hợp kém giữa bộ cấp và anten sẽ dẫn đến SWR cao, làm giảm đầu ra và do đó làm giảm đáng kể công suất truyền.
>> Xem thêm
- Cách đo và kiểm tra gas máy lạnh: Hướng dẫn đầy đủ và chi tiết
- Cấp chính xác là gì? Cách tính sai số của đồng hồ đo điện
Mức điện áp và dòng điện cao có thể làm hỏng bộ nạp
Có thể mức điện áp và dòng điện cao gây ra bởi tỷ lệ sóng đứng cao có thể gây ra hư hỏng cho bộ cấp nguồn. Mặc dù trong hầu hết các trường hợp, bộ nạp sẽ được vận hành tốt trong giới hạn của nó và có thể đáp ứng được việc tăng gấp đôi điện áp và dòng điện. Nhưng có một số trường hợp có thể gây ra hư hỏng. Dòng điện cực đại có thể gây ra hiện tượng nóng cục bộ quá mức có thể làm biến dạng hoặc chảy nhựa được sử dụng và điện áp cao đã được biết là gây ra phóng điện trong một số trường hợp.
Độ trễ do phản xạ có thể gây ra biến dạng
Khi một tín hiệu bị phản xạ bởi sự không phù hợp, nó sẽ bị phản xạ trở lại nguồn và sau đó có thể bị phản xạ lại về phía ăng-ten. Độ trễ được đưa vào bằng hai lần thời gian truyền của tín hiệu dọc theo bộ trung chuyển. Nếu dữ liệu đang được truyền, điều này có thể gây nhiễu giữa các ký hiệu và trong một ví dụ khác khi truyền hình tương tự, hình ảnh “bóng ma” đã được nhìn thấy.
Giảm tín hiệu so với hệ thống kết hợp hoàn hảo
Sự mất mát mức tín hiệu do VSWR kém không lớn như nhiều người tưởng tượng. Bất kỳ tín hiệu nào được phản xạ bởi tải sẽ được phản xạ trở lại máy phát. Vì sự phù hợp tại máy phát có thể cho phép tín hiệu được phản xạ trở lại ăng-ten, tổn thất phát sinh về cơ bản là do bộ nạp đưa vào.
Theo hướng dẫn, đồng trục RG30 dài 213 mét với mức suy hao khoảng 1.5 dB ở 30 MHz sẽ có nghĩa là một ăng-ten hoạt động với VSWR sẽ chỉ cho mức suy hao chỉ hơn 1dB ở tần số này so với một ăng-ten được kết hợp hoàn hảo.
Kết luận
Sóng đứng và tỷ lệ sóng đứng là một giá trị rất quan trọng đối với bất kỳ hệ thống nào sử dụng các đường truyền/bộ phát sóng. Sóng đứng cho ta biết trở kháng đầu cuối của anten có phù hợp với trở kháng của đường truyền dẫn hay không. VSWR là là tỉ số của điện áp RF tối đa trên điện áp RF tối thiểu dọc theo đường truyền dẫn.
Trên đây là thông tin về Sóng đứng là gì, Tỷ số sóng đứng là gì. Hy vọng những chia sẻ này sẽ mang đến những kiến thức bổ ích cho công việc của bạn. Nếu có nhu cầu mua các thiết bị đo điện, vui lòng liên hệ với thietbi.us để được tư vấn mua hàng chính hãng với giá hợp lý nhất.