关于连接器信号耦合度问题

05-08

最近看到有关连接器耦合的设计。什么是耦合度，请问各位大侠谁有这经验?

在电子学领域，广义的理解耦合是指信号之间的传递，退耦合则是相反。
  电视机天线与电视机的天线插孔连接，VCD与电视机的AV插孔连接，变压器的能量传到次级侧，发射天线产生的电磁波与接收机之间的空间连接等等，这些类似的信息或者信号的连接都可以认为是一种耦合。为了高效益的传递信号，连接是有许多讲究的，包括机械方面的，物理方面的。对于机械方面的由于可见度高，一般容易理解，但对于物理方面的，真正理解并非易事。比方说，VCD与电视机的连接，就必须要考虑输入输出阻抗，信号电平，频率响应等等；电磁波的传递就更加复杂。
  对于具体的电子电路，往往一个完整的电路都是有许多单元电路组成的，这些电路的属性不同，信号之间的传递方式因此会有许多种，但是归纳起来本人认为有下列几种：直接耦合，阻性耦合，电场耦合，磁场耦合，光电耦合，非线性耦合等。
  直接耦合就是用一根导线连接，这根导线理论上应当没有寄生参数，信号在传递时没有损失，需要考虑的只是信号源的内阻和负载的输入电阻。这里的信号源是由一个具体电路等效而来，负载也是一样。这种耦合是有条件的，这根导线的寄生参量如电阻，分布电容，导线电感，长度等应当对所传递的信号没有影响或者影响很小，否则，这种连接的性质就会发生根本性的变化。信号源与负载的连接有时候负载对信号的电平提出了要求，需要通过电阻进行衰减，最简单的办法就是用电阻来实现。由于电阻在一定频率范围内频率响应良好，在宽带电路中得到了广泛的应用；在测试仪器中，这种耦合应用很广，一是作为阻抗匹配，同时也衰减了信号；在晶体管直流放大器中，阻性耦合可以实现直流电平移动，使得相邻两级放大器能够获得合适的直流偏置；在电路中，电源用电阻进行降压，两个相邻电路信号的匹配用电阻进行衰减等都可以认为是一种耦合。
电场耦合，常见的就是电容耦合；在高频或者微波电路中，电场耦合是通过空间来传递信号的，这由电场的属性不难理解。上述两种耦合实际上是一样的，只是前者比较直观，后者比较抽象。直观的电容耦合也是有讲究的，两个相邻电路中不一定接上一个电容就是耦合电路，这与信号源的内阻和负载的输入电阻，信号频率密切相关，这种类似耦合的电路有时候可能变成了微分或者积分电路。在高频电路中，由于空间的存在，电场耦合会破坏电路的工作，传递一些不必要的信号，因此需要对电路的结构进行合理的设计，或者进行屏蔽。这种耦合常常叫做寄生耦合，显然是不需要的。
磁场耦合，变压器耦合是一种典型的耦合，改变变压器的初级与次级线圈的比例，可以十分方便的进行阻抗匹配；同样的道理，信号产生的磁场也会形成寄生耦合，解决的办法与电容相似或者相同。事实上，电场和磁场是相伴而生的，在高频或微波领域，信号的有效传递需要同时考虑。
光电耦合也并不是现在的发明，古代的烽火台就是一个典型例子。当然，光电耦合器，红外光，激光，光纤等光电技术，使信号传递的效果和性能产生了更大的变化，它们的机理与上述几种耦合完全不同。
非线性耦合，晶体管直流电路中，为了使三极管获得正确的直流偏置，往往采用电阻来完成，但是电阻是耗能元件，不利于信号的高效率传递，采用稳压二极管或者三极管进行电平移动和耦合，这种电路在集成电路的基本电路中使用相当广泛；有些电路用二极管来进行单向耦合，本人把这类耦合归于非线性耦合。
实际电路中，耦合的方式有许多种，具体采用总是根据电路的要求来设置，考虑较多的主要是阻抗，频率或者时间，相邻电路的结构，信号电平，直流工作状态，效率等等。
从字面上讲，退耦合是耦合的相反，但是对于具体的电子电路，狭义的讲主要是针对电源内阻的。在电子电路中，信号电流总是要经过一个闭合的回路才能在电路中流动，这个闭合的回路中包含电源，实际电源不可避免的存在内阻，这个内阻是十分有害的，信号会在内阻上产生电压降，除了降低信号传递和处理的效率，同时这个电压会叠加在电源中为其它电路供电，其结果是是产生干扰，如噪声，寄生振荡，功率下降等等，如果在电源上并联一个退耦电路，这个电路对信号来说内阻很小，因此大大降低了电源的等效内阻，改善了电路工作条件。在电路中，不同的电路往往是由同一个电源供电，为了使各个电路产生的信号不通过共同的电源，往往用电阻或者电感进行隔离，隔离之后如果不使用电路进行所谓的滤波，这些电路由于信号难以形成良好的回路，一是信号传递或处理的效率大大降低，二是不同电路的信号会因为通过公共电源产生寄生耦合，使电路根本无法正常工作。

谢谢！有了一定的了解！

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