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为什么需要阻抗匹配(如何才能进行阻抗匹配)

为什么需要阻抗匹配(如何才能进行阻抗匹配)

在电学中,电路中对电流的阻碍通常称为阻抗。阻抗的单位是欧姆,常用z表示,它是一个复数z=r I(l1/(c))。

1什么是阻抗?

在电学中,电路中对电流的阻碍通常称为阻抗。阻抗的单位是欧姆,常用z表示,它是一个复数z=r I(l1/(c))。

具体来说,阻抗可以分为两部分:电阻(实部)和电抗(虚部)。

电抗包括容抗和感抗,电容引起的电流电阻称为容抗,电感引起的电流电阻称为感抗。

2阻抗匹配的理想模型

大多数射频工程师都遇到过阻抗匹配的问题。一般来说,阻抗匹配的目的是保证信号或能量从信号源到加载。

当然最理想的模型是源端输出阻抗50欧姆,传输线阻抗50欧姆,负载端输入阻抗也是50欧姆,这是最理想的。

但实际情况是:源阻抗不会是50欧姆,负载阻抗也不会是50欧姆,所以这个时候需要几个阻抗匹配电路。

匹配电路由电感和电容组成。这时候就需要利用电容和电感来调试阻抗匹配电路,以达到最佳的射频性能。

3阻抗匹配法

阻抗匹配的方法主要有两种,一种是改变阻抗力,另一种是调整传输线。

改变阻抗力是通过电容、电感和负载的串并联来调节负载阻抗值,从而达到源和负载的阻抗匹配。

调整传输线就是拉长源和负载之间的距离,通过电容和电感的匹配将阻抗力调整为零。

此时信号不会发出,能量可以被负载吸收。

在高速PCB布线中,数字信号的路由阻抗一般设计为50欧姆。通常,同轴电缆的基带为50欧姆,频带为75欧姆,双绞线(差分)为85-100欧姆。

史密斯圆图在调试射频匹配电路中的应用

史密斯圆图可以反映以下信息:阻抗参数Z、导纳参数Y、品质因数Q、反射系数、驻波系数、噪声系数、增益、稳定系数、功率、效率、频率信息等阻抗参数。

唐你看起来不傻吗?让让我们看看阻抗图:

阻抗图的组成原理是利用输入阻抗与电压反射系数的一一对应关系,在反射系数的极坐标系统中表示归一化的输入阻抗。其特点概括如下:

1.上半圆阻抗为感性阻抗,下半圆阻抗为容性阻抗;

2.实轴为纯电阻,单位圆为纯电抗;

3.实轴右半轴为所有电压波腹点(开路点除外),左半轴为所有电压节点(短路点除外);

4.匹配点(1,0),开点(,)和短点(0,0);

5.两个特殊圆:最大的是纯电抗圆,与虚轴相切的是匹配圆;

6.两个旋转方向:对负载逆时针旋转和对波源顺时针旋转。

导纳图和阻抗图是相互对称的,同一个图既可以作为阻抗图,也可以作为导纳图,但它可以如果在每个操作中用作阻抗图,则不能用作导纳图。

史密斯图表显示了一些有趣的特征:

在负载前串联或并联一个可变电感/电容。电路图如下图左边的四个图所示,会得到史密斯圆图右边的几条曲线。对应史密斯阻抗圆和导纳圆,其运动轨迹如下:

1、使用史密斯阻抗圆时,串联电感顺时针转动,串联电容逆时针转动;

2、使用史密斯导纳圆时,并联电感逆时针转动,并联电容顺时针转动。

标签:电感电容电路


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