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奈何领略阻抗匹配悦博体育app? 深入浅出,保藏!

文章出处:网络整理 人气:发表时间:2021-06-28 03:59

怎样明确阻抗匹配悦博体育app? 深入浅出,收藏!

阻抗匹配(impedance matching)是指信号传输进程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定共同干系。一件器材的输出阻抗和所毗连的负载阻抗之间所应满意的某种干系,以免接上负载后对器材自己的事情状态发生明明的影响。对付低频电路和高频电路,阻抗匹配有很大的差异。

在领略阻抗匹配前,先要搞大白输入阻抗和输出阻抗。

一、输入阻抗

输入阻抗是指一个电路输入端的等效阻抗。在输入端上加上一个电压源U,丈量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。你可以把输入端想象成一个电阻的两头,这个电阻的阻值,就是输入阻抗。

输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反应了对电流阻碍浸染的巨细。对付电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对付电流驱动型的电路,悦博体育注册 ,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,我们可以这样认为:假如是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;假如是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要思量阻抗匹配问题),别的假如要获取最大输出功率时,也要思量 阻抗匹配问题

二、输出阻抗

无论信号源或放大器尚有电源,都有输出阻抗的问题。输出阻抗就是一个信号源的内阻。原来,对付一个抱负的电压源(包罗电源),内阻应该为0,或抱负电流源的阻抗该当为无穷大。但现实中的电压源,则不能做到这一点。我们常用一个抱负电压源串联一个电阻r的方法来等效一个实际的电压源。这个跟抱负电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)内阻了。当这个电压源给负载供电时,就会有电流 I 从这个负载上流过,并在这个电阻上发生 I×r 的电压降。这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后头的“阻抗匹配”一问)。同样的,一个抱负的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不行能的。

三、阻抗匹配

阻抗匹配是指信号源可能传输线跟负载之间的一种符合的搭配方法。阻抗匹配分为低频和高频两种环境接头。 我们先从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,老是有内阻的,我们可以把一个实际电压源,等效成一个抱负的电压源跟一个电阻r串联的模子。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计较出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出,负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。再来计较一下电阻R耗损的功率为:

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P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2)

=U2×R/[(R-r)2+4×R×r]

=U2/{[(R-r)2/R]+4×r}

对付一个给定的信号源,其内阻r是牢靠的,而负载电阻R则是由我们来选择的。留意式中[(R-r)2/R],当R=r时,[(R-r)2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可得到最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可得到最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。此结论同样合用于低频电路及高频电路。当交换电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共扼匹配。在低频电路中,我们一般不思量传输线的匹配问题,只思量信号源跟负载之间的环境,因为低频信号的波长相对付传输线来说很长,传输线可以当作是“短线”,反射可以不思量(可以这么领略:因为线短,纵然反射返来,跟原信号照旧一样的)。

从以上阐明我们可以得出结论:假如我们需要输出电流大,则选择小的负载R;假如我们需要输出电压大,则选择大的负载R;假如我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配尚有别的一层意思,譬喻一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,假如负载条件改变了,则大概达不到本来的机能,这时我们也会叫做阻抗失配。

在高频电路中,我们还必需思量反射的问题。当信号的频率很高时,则信号的波长就很短,当波是非得跟传输线长度可以相比时,反射信号叠加在原信号大将会改变原信号的形状。假如传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等(即不匹配)时,在负载端就会发生反射。

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