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输入阻抗 输出阻抗 阻抗匹配.docx

上传人:zongzong 2022/4/28 文件大小:42 KB

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文档介绍

文档介绍:
输入阻抗 输出阻抗 阻抗匹配
输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配的理解与设计
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,测量输入端的电流I,那么输入阻抗Rin
输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配的理解与设计
源内阻匹配的电阻R。有时阻抗不匹配还有另外一层意思,例如一些仪器输出端是在特定的负载条件下设计的,假如负载条件变更了,那么可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。
在高频电路中,我们还必需考虑反射的问题。当信号的频率很高时,那么信号的波长就很短,当波长短得跟传输线长度可以比较时,反射信号叠加在原信号上将会变更原信号的形态。假如传输线的特征阻抗跟负载阻抗不相等〔即不匹配〕时,在负载端就会产生反射。为什么阻抗不匹配时会产生反射以及特征阻抗的求解方法,牵涉到二阶偏微分方程的求解,在这里我们不细说了,有爱好的可参看电磁场与微波方面书籍中的传输线理论。传输线的特征阻抗〔也叫做特性阻抗〕是由传输线的构造以及材料确定的,而与传输线的长度,以及信号的幅度、频率等均无关。










例如,常用的闭路电视同轴电缆特性阻抗为75Ω,而一些射频设备上那么常用特征阻抗为50Ω的同轴电缆。另外还有一种常见的传输线是特性阻抗为300Ω的扁平平行线,这在农村运用的电视天线架上比拟常见,用来做八木天线的馈线。因为电视机的射频输入端输入阻抗为75Ω,所以300Ω的馈线将与其不能匹配。实际中是如何解决这个问题的呢?不知道大家有没有留意到,电视机的附件中,有一个300Ω到75Ω的阻抗转换器〔一个塑料封装的,一端有一个圆形的插头的那个东东,也许有两个大拇指那么大〕。它里面其实就是一个传输线变压器,将300Ω的阻抗,变换成75Ω的,这样就可以匹配起来了。这里须要强调一点的是,特性阻抗跟我们通常理解的电阻不是一个概念,它与传输线的长度无关,也不能通过运用欧姆表来测量。为了不产生反射,负载阻抗跟传输线的特征阻抗应当相等,这就是传输线的阻抗匹配,假如阻抗不匹配会有什么不良后果呢?假如不匹配,那么会形成反射,能量传递不过去,降低效率;会在传输线上形成驻波〔简洁的理解,就是有些地方信号强,有些地方信号弱〕,导致传输线的有效功率容量降低;功率放射不出去,甚至会损坏放射设备。假如是电路板上的高速信号线与负载阻抗不匹配时,会产生震荡,辐射干扰等。
当阻抗不匹配时,有哪些方法让它匹配呢?第一,可以考虑运用变压器来做阻抗转换,就像上面所说的电视机中的那个例子那样。其次,可以考虑运用串联/并联电容或电感的方法,这在调试射频电路时常运用。第三,可以考虑运用串联/并联电阻的方法。一些驱动器的阻抗比拟低,可以串联一个适宜的电阻来跟传输线匹配,例如高速信号线,有时会串联一个几十欧的电阻。而一些接收器的输入阻抗那么比拟高,可以运用并联电阻的方法,来跟传输线匹配,例如,485总线接收器,常在数据线终端并联120欧的匹配电阻。










为了协助大家理解阻抗不匹配时的反射问题,我来举两个例子:假设你在练****拳击——打沙包。假如是一个重量适宜的、硬度适宜的沙包,你打上去会感觉很安适。但是,假如哪一天我把沙包做了手脚,例如,里面换成了铁沙,你还是用以前的力打上去,你的手可能就会受不了了——这就是负载过重的状况,会产生很大的反弹力。相反,假如我把里面换成了很轻很轻的东西,你一出拳,那么可能会扑空,手也可能会受不了——这就是负载过轻的状况。另一个例子,不知道大家有没有过这样的经验:就是看不清楼梯时上/下楼梯,当你以为还有楼梯时,就会出现“负载不匹配”这样的感觉了。当然,或许这样的例子不太恰当,但我们可以拿它来理解负载不匹配时的反射状况

输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配的理解与设计
输入电阻