什么叫阻抗匹配?(Impedance matching)是微波电子学里的一部分,是一种电子电路设计中的技术,旨在确保电路中各部分的阻抗相匹配,以最大程度地传递信号并减少信号反射。阻抗匹配的主要目的是避免信号的反射和功率的损失。
阻抗匹配作用
阻抗匹配主要用于传输线上,来达至所有高频的微波信号皆能传至负载点的目的,不会有信号反射回来源点,从而提升能源效益。
阻抗匹配原理
阻抗匹配的原理是确保信号源、传输线和负载之间的阻抗相互匹配,以最大程度地传输信号能量,减少信号反射,并降低信号损失,从而实现最佳的信号传输和性能。
阻抗匹配有两种,一种是透过改变阻抗力(lumped-circuit matching),另一种则是调整传输线的波长(transmission line matching)。
要匹配一组线路,首先把负载点的阻抗值,除以传输线的特性阻抗值来归一化,然后把数值划在史密夫图表上。
① 改变阻抗力
把电容或电感与负载串联起来,即可增加或减少负载的阻抗值,在图表上的点会沿著代表实数电阻的圆圈走动。如果把电容或电感接地,首先图表上的点会以图中心旋转180度,然后才沿电阻圈走动,再沿中心旋转180度。重覆以上方法直至电阻值变成1,即可直接把阻抗力变为零完成匹配。
② 调整传输线
由负载点至来源点加长传输线,在图表上的圆点会沿著图中心以逆时针方向走动,直至走到电阻值为1的圆圈上,即可加电容或电感把阻抗力调整为零,完成匹配。
阻抗匹配计算公式
Z= R+i( ωL–1/(ωC))
说明:其中R为电阻,ωL为感抗,1/(ωC)为容抗。
(1)如果(ωL–1/ωC) > 0,称为“感性负载”;
(2)反之,如果(ωL–1/ωC) < 0称为“容性负载”
阻抗匹配对于高频电路和通信系统尤为重要,因为在这些应用中,信号的传输和保持质量至关重要。通过阻抗匹配,可以减少信号反射、提高信号传输效率,降低能量损失,从而提高系统性能。
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