什么是衰减？如何测量它？铜与纤维的衰减

我们使用电信号和电磁波来传输和接收数据。没有或最小损失的数据有效传输是任何数据传输系统的基本要求。每当我们谈论信号损失或信号强度时，术语衰减就会出现。但是什么是衰减？它如何影响信号传输？我们如何衡量它？什么是铜线和光纤电缆中的衰减？我们将在本指南中探索衰减的世界，并为所有这些问题提供答案。

什么是衰减？

简而言之，衰减是信号（或电磁波）的电气参数的丢失，例如电压，电流或电源在其传输过程中。衰减量通常是在特定条件下输出的输出参数与相同参数的比率。

当信号沿电缆（或传输线）传播时，由于衰减而逐渐减弱。造成这种情况的主要原因之一是传输线的阻抗。阻抗更高，衰减更大。

我们通常代表分贝（dB）（更常见）或neper（n）（较少频繁）的衰减。

信号传输中的衰减

不论培养基的类型如何，衰减都持续存在，并且无线传输模式。例如，如果距离增加，信号的强度将在电视电缆中降低。同样，当您离路由器更远时，您会发现Wi-Fi信号质量下降。

这是一些有衰减的电缆和传输媒体。

• 同轴铜电缆
• 光纤电缆
• 无线网络（蓝牙，Wi-Fi，LTE，蜂窝等）
• 无线电信号（FM，AM）
• 卫星通信

这里的重要一点是，铜线使用常规电信号来传输数据，而光纤则使用光。因此，由于几个因素（物理，机械，温度，其他信号等），铜电缆比纤维电缆更容易受到衰减。

如果纤维有衰减，但不是由于电干扰或其他与电气相关的原因引起的，而是由于物理，光纤的几何形状，隔离等。因此，我们可以看到大量的长距离纤维电缆和高速网络为他们通常的衰减率很低。

我们在这里列出了一些衰减的主要原因。您可以在使用铜线（同轴或扭曲对）的典型计算机网络中观察这些原因。

• 阻抗：衰减的主要原因是电缆的阻抗。具有高阻抗的电缆通常会具有较高的衰减率，从而增加信号损失。我们通常会指示其衰减低（越低）的电缆质量。
• 干扰/噪音：信号丢失的另一个主要原因是由于周围电信号的干扰。如果电缆的隔离度较差，则其他电气和无线电信号很容易影响其传输。您会从周围的电流，泄漏等中获得噪音。
• 身体的：除此之外，其他因素，例如温度，障碍物（墙壁和障碍物），电缆/电线安装不当等可能会扭曲信号。
• 电线直径：直径较小的电线通常比直径相对较大的电线更大，因为小直径电缆具有高阻抗。
• 范围/长度：电缆的长度也是信号损失的主要贡献者。如果电缆长度高或无线网络的范围很长，则信号将失去强度。

如何测量衰减？

准确地测量衰减非常重要，尤其是在高频RF（射频）和微波通信中。例如，借助适当的衰减数，雷达系统的设计师可以轻松估计发射器可以发射到天线的功率。

有几种方法可以准确测量通信系统的衰减。他们之中有一些是：

• 功率比法
• 电压比法
• 音频频率（AF）替代方法
• 中间频率（if）替代法
• 射频（RF）替代法

从上一节开始，很明显，我们使用分贝（DB）测量衰减。如果p_在是输入功率和P_出去是传输线的输出功率，然后我们可以将分贝（db）中的衰减定义为：

电源衰减a_p（db）= 10日志₁₀|p_在/ p_出去|

我们还可以将这些功率定义为发射器端处的信号功率（P_t）或源功能（P_s）和接收器端的信号功率（p_r）或目标力量（P_d）。然后公式变为：

电源衰减a_p（db）= 10日志₁₀|p_t/ p_r|

电源衰减a_p（db）= 10日志₁₀|p_s/ p_d|

除了电力外，我们还可以使用输入和输出电压来表达衰减。如果v_在是输入电压（或V_s是源电压还是V_t是发射器电压）和V_出去是输出电压（或V_d是目的地电压还是V_r是接收器电压），然后电压衰减为：

电压衰减a_v（db）= 20 log₁₀|v_在/ v_出去|

衰减_v（db）= 20 log₁₀|v_s/ v_d|

电压衰减a_v（db）= 20 log₁₀|v_t/ v_r|

衰减与放大

如果衰减表示信号损失，则放大与其相反。放大是增加/增强信号强度的过程。

这是防止（或减少）衰减作用的主要方法之一。当我们调整无线电播放器的音量旋钮时，我们实际上是在设置其放大，而不是衰减。

中继器是一种扩增设备，我们经常在长距离电缆通信中使用。它由一个放大器电路组成，该放大器电路采用稍弱的输入信号并提高其信号强度。您可以在有线电视传输系统中找到多个中继器。

衰减器

在某些情况下，我们故意将衰减引入传输线。我们这样做是为了减少或抑制不需要的电压和电流的大小。衰减器是一种系统组件，旨在在不影响阻抗的情况下故意产生输入和输出终端之间的衰减。

大多数衰减器是纯电阻电路。因此，它不会引入任何相移，所有频率都会具有相同的衰减程度。

固定衰减水平的衰减器的术语是垫。我们通常在无线电通信系统中使用可变衰减器。这是一些常用衰减器的小清单：

• T型衰减器（对称和不对称）
• π型衰减器（对称和不对称）
• 对称晶格衰减器
• 非对称L型衰减器
• 平衡的衰减器
• 可变衰减器

结论

无论通信系统的类型，无论是有线还是无线，所有网络系统都会衰减。它表明由于多种因素（电缆的阻抗，干扰，噪声，范围或距离等）导致电信号的强度损失。我们可以在分贝（DB）中测量衰减，以准确指示传输线中的功率损失量。