阻抗匹配的原理與概念是什麼

2021-03-07 08:03:26 字數 3386 閱讀 5448

1樓:日天日地

阻抗匹配的概念:

阻抗匹配 主要用於傳輸線上,以此來達到所有高頻的微波訊號均能傳遞至負載點的目的,而且幾乎不會有訊號反射回**點。訊號源內阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同,或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同,分別稱為傳輸線的輸入端或輸出端處於阻抗匹配狀態,簡稱為阻抗匹配。

阻抗匹配的基本原理:

1、純電阻電路

在中學物理電學中曾講述這樣一個問題:把一個電阻為r的用電器,接在一個電動勢為e、內阻為r的電池組上。當外電阻等於內電阻時,電源對外電路輸出的功率最大,這就是純電阻電路的功率匹配。

假如換成交流電路,同樣也必須滿足r=r這個條件電路才能匹配。

2、電抗電路

電抗電路要比純電阻電路複雜,電路中除了電阻外還有電容和電感。元件,並工作於低頻或高頻交流電路。在交流電路中,電阻、電容和電感對交流電的阻礙作用叫阻抗,用字母z表示。

其中,電容和電感對交流電的阻礙作用,分別稱為容抗及和感抗而。

容抗和感抗的值除了與電容和電感本身大小有關之外,還與所工作的交流電的頻率有關。值得注意的是,在電抗電路中,電阻r,感抗而與容抗雙的值不能用簡單的算術相加,而常用阻抗三角形法來計算。

因而電抗電路要做到匹配比純電阻電路要複雜一些,除了輸人和輸出電路中的電阻成分要求相等外,還要求電抗成分大小相等符號相反(共軛匹配);或者電阻成分和電抗成分均分別相等(無反射匹配)。

2樓:匿名使用者

阻抗匹配(impedance matching)是微波電子學裡的一部分,主要用於傳輸線上,來達至所有高頻的微波訊號皆能傳至負載點的目的,幾乎不會有訊號反射回**點,從而提升能源效益。

阻抗匹配有兩種,一種是透過改變阻抗力(lumped-circuit matching),另一種則是調整傳輸線的波長(tran**ission line matching)。要匹配一組線路,首先把負載點的阻抗值,除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化,然後把數值劃在史密斯圖上。

阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內部阻抗互相適配,得到最大功率輸出的一種工作狀態。對於不同特性的電路,匹配條件是不一樣的,在純電阻電路中,當負載電阻等於激勵源內阻時,則輸出功率為最大,這種工作狀態稱為匹配,否則稱為失配。

當激勵源內阻抗和負載阻抗含有電抗成份時,為使負載得到最大功率,負載阻抗與內阻必須滿足共扼關係,即電阻成分相等,電抗成份只數值相等而符號相反。這種匹配條件稱為共扼匹配。

擴充套件資料

在阻抗匹配的設計方法中,思路最簡單的就是解析法,通過建立阻抗變換的關係式,最終求解所需要的電容和電感。其缺點是計算量較大,當匹配元件增多時,需要計算機輔助計算。

使用諧振法設計阻抗匹配電路時,將輸入阻抗(呈電感性)由串聯電路的形式轉換為並聯的形式,然後並聯一個電容性的元件和等效的並聯電感產生諧振,接著交替用串聯電感和並聯電容形成低通濾波結構。通過這種方式,輸入阻抗的實部逐步提高,直至變換到系統標準阻抗。

在高頻情況下,集總電感元件的寄生效應突出,分佈引數不穩定,較少被使用。此時微帶線以其特有的分佈引數穩定、結構簡單的特點,廣泛地應用在射頻電路的設計中。根據微帶線的特性阻抗和電長度可計算出實際微帶線的長度和寬度。

3樓:做什麼都好

阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內部阻抗互相適配,得到最大功率輸出的一種工作狀態。對於不同特性的電路,匹配條件是不一樣的。

阻抗匹配(impedance matching)是微波電子學裡的一部分,主要用於傳輸線上,來達至所有高頻的微波訊號皆能傳至負載點的目的,不會有訊號反射回**點,從而提升能源效益。

大體上,阻抗匹配有兩種,一種是透過改變阻抗力(lumped-circuit matching),另一種則是調整傳輸線的波長(tran**ission line matching)。

要匹配一組線路,首先把負載點的阻抗值,除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化,然後把數值劃在史密夫圖表上。

改變阻抗力

把電容或電感與負載串聯起來,即可增加或減少負載的阻抗值,在圖表上的點會沿著代表實數電阻的圓圈走動。如果把電容或電感接地,首先圖表上的點會以圖中心旋轉180度,然後才沿電阻圈走動,再沿中心旋轉180度。重覆以上方法直至電阻值變成1,即可直接把阻抗力變為零完成匹配。

調整傳輸線

由負載點至**點加長傳輸線,在圖表上的圓點會沿著圖中心以逆時針方向走動,直至走到電阻值為1的圓圈上,即可加電容或電感把阻抗力調整為零,完成匹配

阻抗匹配則傳輸功率大,對於一個電源來講,單它的內阻等於負載時,輸出功率最大,此時阻抗匹配。最大功率傳輸定理,如果是高頻的話,就是無反射波。對於普通的寬頻放大器,輸出阻抗50ω,功率傳輸電路中需要考慮阻抗匹配,可是如果訊號波長遠遠大於電纜長度,即纜長可以忽略的話,就無須考慮阻抗匹配了。

阻抗匹配是指在能量傳輸時,要求負載阻抗要和傳輸線的特徵阻抗相等,此時的傳輸不會產生反射,這表明所有能量都被負載吸收了.反之則在傳輸中有能量損失。高速 pcb佈線時,為了防止訊號的反射,要求是線路的阻抗為50歐姆。

這是個大約的數字,一般規定同軸電纜基帶50歐姆,頻帶75歐姆,對絞線則為100歐姆,只是取個整而已,為了匹配方便.

阻抗從字面上看就與電阻不一樣,其中只有一個阻字是相同的,而另一個抗字呢?簡單地說,阻抗就是電阻加電抗,所以才叫阻抗;周延一點地說,阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和。在直流電的世界中,物體對電流阻礙的作用叫做電阻,世界上所有的物質都有電阻,只是電阻值的大小差異而已。

電阻小的物質稱作良導體,電阻很大的物質稱作非導體,而最近在高科技領域中稱的超導體,則是一種電阻值幾近於零的東西。但是在交流電的領域中則除了電阻會阻礙電流以外,電容及電感也會阻礙電流的流動,這種作用就稱之為電抗,意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗,簡稱容抗及感抗。

它們的計量單位與電阻一樣是奧姆,而其值的大小則和交流電的頻率有關係,頻率愈高則容抗愈小感抗愈大,頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題,具有向量上的關係式,因此才會說:阻抗是電阻與電抗在向量上的和。

4樓:手機使用者

阻抗匹配是為了保證能量傳輸損耗最小,匹配就是上一級電路的內電阻要等於下一級電路的輸入電阻。可以分為低頻和高頻兩種情況理解。

1。低頻

低頻領域可以用電工原理的理論,我們知道現實世界是不存在理想電源的,電源都有內電阻,在能量傳輸過程中,內阻本身也要消耗能量,這就是全電路歐姆定律闡明的原理:電源電動勢e=i*(r r),其中i是電流,r是負載電阻,r是電源內阻,而功率p=u*i,=i*i*r,通過計算就可以得出只有r=r時,負載獲得的功率最大,這就是電子電路設計要求阻抗匹配的原因。

2。高頻

在高頻領域,以上的原理照樣適用,只是阻抗的計算比較複雜,高頻的性質是電磁波,它具有波的特性,要用電磁波傳輸理論來設計電路。在傳輸過程中要儘量減少訊號反射,就要考慮傳輸介質的材料特性、機械形狀、尺寸等一系列引數,阻抗值實際是「波阻抗」,是一種等效阻抗。如75歐高頻電纜與50歐高頻電纜的機械尺寸不同,波阻抗就不同,用萬用表是無法測量的。

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