Was ist Kopplungsverlust?

Kopplungsverlust ist ein Begriff, der verwendet wird, um jeden Verlust von Energiepotential über eine physische Verbindung in zwei Leitern zu beschreiben. Der Begriff wird allgemein in den Bereichen Elektrotechnik, Telekommunikation und Datenübertragung verwendet, kann aber auch im Bereich der Fluiddynamik von Bedeutung sein. Jeder Kopplungsverlust wird in der Maßeinheit der ursprünglichen Energiequelle ausgedrückt. Beispielsweise erleidet ein in Watt gemessenes Audiosignal einen Kopplungsverlust von X Watt über alle Kopplungen im Signalweg. Diese Verluste sind typischerweise das Ergebnis von Problemen wie nicht angepasster Komponentenimpedanz oder falsch ausgerichteten Verbindungen und sind bei den meisten Kopplungsanwendungen im Wesentlichen eine unausweichliche Realität.

Jede Energiequelle, einschließlich elektrischer Strom-, Audio- oder Datensignale und sogar Flüssigkeitsströme, verlieren beim Durchgang durch einen durchgehenden, ungehinderten Leiter wenig Potenzial. Durchgehende Leiter, die von der Quelle zum Ziel verlaufen, sind jedoch nicht immer möglich, und die Notwendigkeit von Leiterverbindungen oder -kupplungen ist in den meisten Systemen Realität. Leider sind Kopplungspunkte immer eine Quelle potentieller Energieverarmung, die allgemein als Kopplungsverlust bekannt ist. Diese Verluste sind im Allgemeinen nur bei High-Fidelity-Anwendungen wie Elektronik und Datenübertragungsnetzwerken ein Problem, können aber im Fall von Hochleistungssystemen auf Bereiche wie die Fluiddynamik angewendet werden.

Ein Kopplungsverlust wird im Allgemeinen in derselben Maßeinheit wie die ursprüngliche Energiequelle ausgedrückt, wobei ein gutes Beispiel ein 1-Dezibel-Verlust in einem in Dezibel gemessenen Audiosignal ist. Er kann auch als Prozentsatz des Originals ausgedrückt werden, beispielsweise in einem 2% Kopplungsverlust in einem 100-Watt-Audiosignal. Dies würde als 2-Watt-Verlust über die Kopplung übersetzt werden.

Der Verlust des Energiepotentials an den Koppelpunkten wird im Allgemeinen durch eine Reihe von physikalischen Bedingungen verursacht. Eine fehlangepasste Impedanz von Komponenten ist eine der häufigsten Quellen für Kopplungsverluste. Impedanz ist der Gesamtwiderstand oder Widerstand, den ein Stromkreis dem durch ihn fließenden Strom bietet. Eine sorgfältige Anpassung der Komponentenimpedanz hilft, diese Verluste zu reduzieren, aber es ist fast unmöglich, genaue Anpassungen zu erreichen, so dass einige Verluste auftreten.

Auch falsch ausgerichtete Optokoppler sind eine häufige Ursache für Kopplungsverluste. Wenn optische Fasern nicht perfekt ausgerichtet sind, gelangt ein gewisses Signalvolumen nicht in die Sekundärfaser und geht verloren. Eine Fehlausrichtung verursacht auch Reflexionsverluste des Signalpotentials. Auch hier sind perfekt ausgerichtete Verbindungen im Allgemeinen nicht möglich, so dass Verluste auftreten. Obwohl viel getan werden kann, um die Kopplungsverluste zu minimieren, sind sie ein integraler Bestandteil jedes Energieübertragungssystems, das jede Art von Gelenk oder Kupplung im Übertragungsnetz umfasst.