什么是阻抗匹配阻抗匹配的條件
什么是阻抗匹配阻抗匹配的條件
阻抗匹配的信號源內(nèi)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，那么你對阻抗匹配了解多少呢?以下是由學習啦小編整理關于什么是阻抗匹配的內(nèi)容，希望大家喜歡!
阻抗匹配的概述
信號傳輸過程中負載阻抗和信源內(nèi)阻抗之間的特定配合關系。一件器材的輸出阻抗和所連接的負載阻抗之間所應滿足的某種關系，以免接上負載后對器材本身的工作狀態(tài)產(chǎn)生明顯的影響。對電子設備互連來說，例如信號源連放大器，前級連后級，只要后一級的輸入阻抗大于前一級的輸出阻抗5-10倍以上，就可認為阻抗匹配良好;對于放大器連接音箱來說，電子管機應選用與其輸出端標稱阻抗相等或接近的音箱，而晶體管放大器則無此限制，可以接任何阻抗的音箱。
輸入端阻抗匹配時，傳輸線獲得最大功率;在輸出端阻抗匹配的情況下，傳輸線上只有向終端行進的電壓波和電流波，攜帶的能量全部為負載所吸收。
在阻抗失配的情況下，傳輸線上將同時存在-射波和應射波。
從傳輸?shù)慕嵌葋碚f，總是竭力避免阻抗失配現(xiàn)象的出現(xiàn)，因為反射波的出現(xiàn)，意味著遞送到傳輸線終端的功率不能全部為負載所吸收，降低了傳輸效率;在輸送功率較高的情況下，電壓或電流的波腹有可能損壞傳輸線的介質(zhì);而且傳輸線始端的輸入阻抗隨頻率而變化，輸送多頻信號時，將因機、線阻抗難于匹配而出現(xiàn)失真。
阻抗匹配的程度常用電壓反射系數(shù)來衡量。
阻抗匹配的條件
?、儇撦d阻抗等于信源內(nèi)阻抗，即它們的模與輻角分別相等，這時在負載阻抗上可以得到無失真的電壓傳輸。
?、谪撦d阻抗等于信源內(nèi)阻抗的共軛值，即它們的模相等而輻角之和為零。這時在負載阻抗上可以得到最大功率。這種匹配條件稱為共軛匹配。如果信源內(nèi)阻抗和負載阻抗均為純阻性，則兩種匹配條件是等同的。
阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內(nèi)部阻抗互相適配，得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。對于不同特性的電路，匹配條件是不一樣的。在純電阻電路中，當負載電阻等于激勵源內(nèi)阻時，則輸出功率為最大，這種工作狀態(tài)稱為匹配，否則稱為失配。
當激勵源內(nèi)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(nèi)阻必須滿足共軛關系，即電阻成份相等，電抗成份絕對值相等而符號相反。這種匹配條件稱為共軛匹配。
阻抗匹配(Impedance matching)是微波電子學里的一部分，主要用于傳輸線上，來達到所有高頻的微波信號皆能傳至負載點的目的，不會有信號反射回來源點，從而提升能源效益。史密夫圖表上。電容或電感與負載串聯(lián)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(shù)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(zhuǎn)180度，然后才沿電阻圈走動，再沿中心旋轉(zhuǎn)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?yōu)榱阃瓿善ヅ洹?/p>
阻抗匹配的分類
大體上，阻抗匹配有兩種，一種是透過改變阻抗力，另一種則是調(diào)整傳輸線的波長。
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，然后把數(shù)值劃在史密夫圖表上。
1、 改變阻抗力
把電容或電感與負載串聯(lián)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(shù)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(zhuǎn)180度，然后才沿電阻圈走動，再沿中心旋轉(zhuǎn)180度。重復以上方法直至電阻值變成1，即可直接把阻抗力變?yōu)榱阃瓿善ヅ洹?/p>
2、 調(diào)整傳輸線
由負載點至來源點加長傳輸線，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(diào)整為零，完成匹配。
阻抗匹配則傳輸功率大，對于一個直流電源來講，阻抗匹配時輸出效率只有50%。并且電源以對外輸出最大功率為目標，不適用阻抗匹配的條件。最大功率傳輸定理，如果是高頻的話，就是無反射波。對于普通的寬頻放大器，輸出阻抗50Ω，功率傳輸電路中需要考慮阻抗匹配，可是如果信號波長遠遠大于電纜長度，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征阻抗相等，此時的傳輸不會產(chǎn)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布線時，為了防止信號的反射，要求是線路的阻抗為50歐姆。這是個大約的數(shù)字，一般規(guī)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。
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