阻抗匹配原理及負載阻抗匹配
發布時間:2012-03-06
中心議題:
- 學習阻抗匹配原理及負載阻抗匹配
解決方案:
- 使用T形或者丌形匹配電路
- 采用混合匹配電路
xinhaohuoguangfandiannengzaichuanshuguochengzhong,weishixianxinhaodewufanshechuanshuhuozuidagonglvchuanshu,yaoqiudianlulianjieshixianzukangpipei。zukangpipeiguanxizhexitongdezhengtixingneng,shixianpipeikeshixitong xingnengdadaozuiyou。zukangpipeidegainianyingyongfanweiguangfan,zukangpipeichangjianyugejifangdadianluzhijian,fangdadianluyufuzaizhijian,xinhaoyuchuanshudianluzhijian,weibodianluyuxitongdeshejizhong,wulunshi 有you源yuan還hai是shi無wu源yuan,都dou必bi須xu考kao慮lv匹pi配pei問wen題ti,根gen本ben原yuan因yin是shi在zai低di頻pin電dian路lu中zhong是shi電dian壓ya與yu電dian流liu,而er高gao頻pin中zhong是shi導dao行xing電dian磁ci波bo不bu匹pi配pei就jiu會hui發fa生sheng嚴yan重zhong的de反fan射she,損sun壞huai儀yi器qi和he設she備bei。本ben文wen介jie紹shao阻zu抗kang 匹配電路的原理及其應用。
1 阻抗匹配的基本原理
阻抗匹配是使微波電路或是係統的反射,載行波盡量接近行波狀態的技術措施。阻抗匹配分為兩大類:
(1)負載與傳輸線之間的阻抗匹配,使負載無反射。方法是接入匹配裝置使輸入阻抗和特性阻抗相等。
(2)信號源與傳輸線之間匹配,分為兩種情況:1)使信號源無反射,方法是接入信號源與傳輸線之間接人匹配裝置。2)信號源共軛匹配,方法是信號源與被匹配電路之間接入匹配裝置,這種情況下多屬於有源電路設計。
2 負載阻抗匹配方法
2.1 集總參數匹配電路
通常情況下,使用電容電感實現阻抗匹配,在比較低的頻段使用變壓器實現匹配,也可以采用L形、π形、T形實現匹配電路,這類電路體積小、結構簡單、應用廣泛。
變壓器:主要實現低頻段,隨著工作頻段的升高,這類電路的應用越來越少。傳輸線變壓器可以實現寬帶阻抗變換,實現4:1和1:4工作模式如圖1和圖2所示。可以實現平衡和非平衡的變換,尤其在電視機外接天線到同軸線輸入端口的連接中得到應用。
L 形匹配電路:這類電路具有線路簡潔和成本較低的優點,缺點是窄帶電路。由於要考慮匹配和功率的損耗,盡量使用電感和電容性的元件,因此共有8種基本的電路 可供選擇。要設計合理的匹配電路就要選擇合適的電容電抗元件參數,計算元件參數有兩類方法:通過阻抗直接計算和通過史密斯圓圖。前者的優點是計算精確且適 合計算機計算,後者是一種直觀有效的設計,可以充分合理地選擇最優性能。現在可以通過使用計算機和功能強大的軟件直接設計。
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T形和丌形電路:這類電路可以實現電路的品質因數的調節,靈活性更高。多元件的匹配電路設計能降低電路的品質因數,卻可以提高頻帶寬度。
2.2 分布式參數元件電路匹配
(1)混合型匹配電路(中低頻)這(zhe)類(lei)電(dian)路(lu)設(she)計(ji)中(zhong)盡(jin)量(liang)的(de)少(shao)用(yong)電(dian)感(gan)元(yuan)件(jian),因(yin)為(wei)它(ta)有(you)較(jiao)高(gao)的(de)電(dian)阻(zu)損(sun)耗(hao)且(qie)寄(ji)生(sheng)參(can)數(shu)也(ye)很(hen)嚴(yan)重(zhong)。設(she)計(ji)中(zhong)多(duo)使(shi)用(yong)電(dian)容(rong)元(yuan)件(jian)的(de)並(bing)聯(lian)和(he)傳(chuan)輸(shu)線(xian)可(ke)以(yi)完(wan)成(cheng)設(she)計(ji)要(yao)求(qiu)。
(2)單dan分fen支zhi匹pi配pei電dian路lu並bing聯lian單dan分fen支zhi電dian路lu由you一yi段duan串chuan聯lian的de傳chuan輸shu線xian和he一yi段duan並bing聯lian的de終zhong端duan開kai路lu或huo短duan路lu傳chuan輸shu線xian構gou成cheng,設she計ji時shi通tong常chang取qu恒heng定ding的de傳chuan輸shu線xian的de特te性xing阻zu抗kang,通tong過guo調tiao節jie傳chuan輸shu線xian的de長chang度du,進jin行xing阻zu抗kang匹pi配pei設she計ji。
(3)雙分支匹配電路這類匹配電路更易於實現匹配阻抗的調節,隻是設計有點複雜。
2.3 噪聲匹配電路
熱噪聲:在電阻中電子的無規律波動將隨溫度的上升而增加
可以看出第一級噪聲的影響最大。當Rs=Rs0時,F=Fmin噪聲電路匹配。
3 各匹配電路分析
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4 結束語
無wu論lun是shi精jing心xin設she計ji的de集ji總zong參can數shu電dian路lu還hai是shi微wei波bo電dian路lu,需xu認ren清qing特te征zheng,如ru果guo阻zu抗kang值zhi要yao提ti高gao,用yong串chuan聯lian方fang式shi。如ru果guo阻zu抗kang值zhi要yao降jiang低di,則ze使shi用yong並bing聯lian方fang式shi,兩liang個ge電dian抗kang要yao有you相xiang反fan的de類lei型xing,且qie要yao產chan生sheng諧xie振zhen。14頻率低端,多采用集總參數匹配電路,L形匹配電路是最簡潔的設計,也是低端的首選。
如 果電路設計中要求品質因數,可以使用T形或者丌形匹配電路,因為這類電路的品質因數可調,不過也要考慮多級匹配電路,達到電路的頻率響應。使用多級匹配電 路(lu)設(she)計(ji)更(geng)靈(ling)活(huo),可(ke)以(yi)滿(man)足(zu)電(dian)路(lu)的(de)寬(kuan)帶(dai)需(xu)要(yao)。分(fen)布(bu)參(can)數(shu)匹(pi)配(pei)電(dian)路(lu),使(shi)用(yong)在(zai)中(zhong)高(gao)頻(pin)段(duan),若(ruo)介(jie)於(yu)集(ji)總(zong)和(he)分(fen)布(bu)之(zhi)間(jian)的(de)話(hua),最(zui)好(hao)采(cai)用(yong)混(hun)合(he)匹(pi)配(pei)電(dian)路(lu)。若(ruo)使(shi)用(yong)雙(shuang)分(fen)支(zhi)電(dian)路(lu)不(bu)能(neng)滿(man)足(zu) 要求,可以考慮多級匹配電路。電路的匹配設計不是單一的,要綜合考慮偏置電路、反饋電路和頻率調節電路的相互連接,要反複進行設計和修改,最終達到滿意效 果。
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