《阻抗匹配目录(精品)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《阻抗匹配目录(精品)（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、阻抗匹配目录 基本概念 匹配条件 共轭匹配 匹配分类 何为阻抗 英文名称：impedance matching 编辑本段基本概念信号传输过程中负载阻抗和信源内阻抗之间的特定配合关系。一件器材的输出阻抗和所连接的负载阻抗之间所应满足的某种关系，以免接上负载后对器材本身的工作状态产生明显的影响。对电子设备互连来说，例如信号源连放大器，前级连后级，只要后一级的输入阻抗大于前一级的输出阻抗5-10倍以上，就可认为阻抗匹配良好；对于放大器连接音箱来说，电子管机应选用与其输出端标称阻抗相等或接近的音箱，而晶体管放大器则无此限制，可以接任何阻抗的音箱。 编辑本段匹配条件 负载阻抗等于信源内阻抗，即它们的模与
2、辐角分别相等，这时在负载阻抗上可以得到无失真的电压传输。负载阻抗等于信源内阻抗的共轭值，即它们的模相等而辐角之和为零。这时在负载阻抗上可以得到最大功率。这种匹配条件称为共轭匹配。如果信源内阻抗和负载阻抗均为纯阻性，则两种匹配条件是等同的。 阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态。对于不同特性的电路，匹配条件是不一样的。在纯电阻电路中，当负载电阻等于激励源内阻时，则输出功率为最大，这种工作状态称为匹配，否则称为失配。当激励源内阻抗和负载阻抗含有电抗成份时，为使负载得到最大功率，负载阻抗与内阻必须满足共扼关系，即电阻成份相等，电抗成份绝对值相等而符号相反。这种
3、匹配条件称为共扼匹配。阻抗匹配（Impedance matching）是微波电子学里的一部分，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。史密夫图表上。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。 共轭匹配在信号源给定的情况下，暑促功率取决于负载电阻与信号源内阻之比K，当两者相等，即K=1时，输出功率最大。然而阻抗匹配的
4、概念可以推广到交流电路，当负载阻抗与信号源阻抗共轭时，能够实现功率的最大传输，如果负载阻抗不满足共轭匹配的条件，就要在负载和信号源之间加一个阻抗变换网络，将负载阻抗变换为信号源阻抗的共轭，实现阻抗匹配。 编辑本段匹配分类大体上，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
5、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。重复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。阻抗匹配则传输功率大，对于一个电源来讲，单它的内阻等于负载时，输出功率最大，此时阻抗匹配。最大功率传输定理，如果是高频的话，就是无反射波。对于普通的宽频放大器，输出阻抗50，功率传输电路中需要考虑阻抗匹配，可是如果信号波长远远大于电缆长度，即缆长可以忽略的话，就无
6、须考虑阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量传输时，要求负载阻抗要和传输线的特征阻抗相等，此时的传输不会产生反射，这表明所有能量都被负载吸收了。反之则在传输中有能量损失。高速PCB布线时，为了防止信号的反射，要求是线路的阻抗为50欧姆。这是个大约的数字，一般规定同轴电缆基带50欧姆，频带75欧姆,对绞线则为 100欧姆,只是取个整而已，为了匹配方便。 编辑本段何为阻抗阻抗从字面上看就与电阻不一样，其中只有一个阻字是相同的，而另一个抗字呢？简单地说，阻抗就是电阻加电抗，所以才叫阻抗；周延一点地说，阻抗就是电阻、电容抗及电感抗在向量上的和。在直流电的世界中，物体对电流阻碍的作用叫做电阻，世界上所有的物质都
7、有电阻，只是电阻值的大小差异而已。电阻小的物质称作良导体，电阻很大的物质称作非导体，而最近在高科技领域中称的超导体，则是一种电阻值几近于零的东西。但是在交流电的领域中则除了电阻会阻碍电流以外，电容及电感也会阻碍电流的流动，这种作用就称之为电抗，意即抵抗电流的作用。电容及电感的电抗分别称作电容抗及电感抗，简称容抗及感抗。它们的计量单位与电阻一样是奥姆，而其值的大小则和交流电的频率有关系，频率愈高则容抗愈小感抗愈大，频率愈低则容抗愈大而感抗愈小。此外电容抗和电感抗还有相位角度的问题，具有向量上的关系式，因此才会说：阻抗是电阻与电抗在向量上的和。 阻抗匹配（Impedance matching）是微
8、波电子学里的一部分，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。 大体上，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。首先要看信号在传输线上的阻抗控制在多少,一般情况下单端阻抗控制在50欧,差分阻抗控制在100欧,不同厂家的控制标准可能会有一些不同,一般不超过+/-10%.比如单端阻抗控制在50欧,那么在传输
9、线的末端就要接入一个50欧的电阻,这样就匹配,否则阻抗失配,阻抗失配会带来信号完整性的问题.从输入端看进去的阻抗叫做输入阻抗，从输出端看进去的阻抗叫做输出阻抗。阻抗匹配时负载上得到的功率最大,阻抗不匹配会带来电磁波在电路里的反射，反射使得传输效率降低，噪声增加，电路性能下降，严重的还会烧毁功率器件。阻抗匹配是无线电技术中常见的一种工作状态，阻抗匹配是指负载阻抗与激励源内部阻抗互相适配，得到最大功率输出的一种工作状态，它反映了输人电路与输出电路之间的功率传输关系当电路实现阻抗匹配时，将获得最大的功率传输反之，当电路阻抗失配时，不但得不到最大的功率传输，还可能对电路产生损害阻抗匹配常见于各级放大电
10、路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发信机与天线之间，等等例如，扩音机的输出电路与扬声器之间必须做到阻抗匹配，不匹配时，扩音机的输出功率将不能全部送至扬声器如果扬声器的阻抗远小于扩音机的输出阻抗，扩音机就处于过载状态，其末级功率放大管很容易损坏反之，如果扬声器的阻抗高于扩音机的输出阻抗过多，会引起输出电压升高，同样不利于扩，音机的工作，声音还会产生失真因此扩音机电路的输出阻抗与扬声器的阻抗越接近越好又例如，无线电发信机的输出阻抗与馈线的阻抗、馈线与天线的阻抗也应达到一致如果阻抗值不一致，发信机输出的高频能量将不能全部由天线发射出去这部分没有发射出去的能量会反射回来，
11、产生驻波，严重时会引起馈线的绝缘层及发信机末级功放管的损坏为了使信号和能量有效地传输，必须使电路工作在阻抗匹配状态，即信号源或功率源的内阻等于电路的输人阻抗，电路的输出阻抗等于负载的阻抗在一般的输人、输出电路中常含有电阻、电容和电感元件，由它们所组成的电路称为电抗电路，其中只含有电阻的电路称为纯电阻电路下面对纯电阻电路和电抗电路的阻抗匹配问题分别进行简要的分析1纯电阻电路在中学物理电学中曾讲述这样一个问题：把一个电阻为R的用电器，接在一个电动势为E、内阻为r的电池组上（见图1），在什么条件下电源输出的功率最大呢？当外电阻等于内电阻时，电源对外电路输出的功率最大，这就是纯电阻电路的功率匹配假如换
12、成交流电路，同样也必须满足R=r这个条件电路才能匹配。2电抗电路电抗电路要比纯电阻电路复杂，电路中除了电阻外还有电容和电感元件，并工作于低频或高频交流电路在交流电路中，电阻、电容和电感对交流电的阻碍作用叫阻抗，用字母Z表示其中，电容和电感对交流电的阻碍作用，分别称为容抗及和感抗容抗和感抗的值除了与电容和电感本身大小有关之外，还与所工作的交流电的频率有关值得注意的是，在电抗电路中，电阻R，感抗而与容抗双的值不能用简单的算术相加，而常用阻抗三角形法来计算（见图 2）因而电抗电路要做到匹配比纯电阻电路要复杂一些，除了输人和输出电路中的电阻成分要求相等外，还要求电抗成分大小相等符号相反（共轭匹配）；或
13、者电阻成分和电抗成分均分别相等（无反射匹配）这里指的电抗X即感抗XL和容抗XC之差（仅指串联电路来讲，若并联电路则计算更为复杂）满足上述条件即称为阻抗匹配，负载即能得到最大的功率阻抗匹配的关键是前级的输出阻抗与后级的输人阻抗相等而输人阻抗与输出阻抗广泛存在于各级电子电路、各类测量仪器及各种电子元器件中那么什么是输人阻抗和输出阻抗呢？输人阻抗是指电路对着信号源讲的阻抗如图3所示的放大器，它的输人阻抗就是去掉信号源E及内电阻r时，从AB两端看进去的等效阻抗其值为Z=UII1，即输人电压与输人电流之比对于信号源来讲，放大器成为其负载从数值上看，放大器的等效负载值即为输人阻抗值输人阻抗值的大小，对于不
14、同的电路要求不一样例如：万用表中电压挡的输人阻抗（称为电压灵敏度）越高，对被测电路的分流就越小，测量误差也就小而电流挡的输人阻抗越低，对被测电路的分压就越小，因而测量误差也越小对于功率放大器，当信号源的输出阻抗与放大电路的输人阻抗相等时即称阻抗匹配，这时放大电路就能在输出端获得最大功率输出阻抗是指电路对着负载讲的阻抗如图4中，将电路输人端的电源短路，输出端去掉负载后，从输出端CD看进去的等效阻抗称为输出阻抗如果负载阻抗与输出阻抗不相等，称阻抗不匹配，负载就不能获得最大的功率输出输出电压U2和输出电流I2之比即称为输出阻抗输出阻抗的大小视不同的电路有不同的要求例如：电压源要求输出阻抗要低，而电流
15、源的输出阻抗要高对于放大电路来讲，输出阻抗的值表示其承担负载的能力通常输出阻抗小，承担负载的能力就强如果输出阻抗与负载不能匹配时，可加接变压器或网络电路来达到匹配例如：晶体管放大器与扬声器之间通常接有输出变压器，放大器的输出阻抗与变压器的初级阻抗相匹配，变压器的次级阻抗与扬声器的阻抗相匹配而变压器通过初次级绕组的匝数比来变换阻抗比在实际的电子电路中，常会遇到信号源与放大电路或放大电路与负载的阻抗不相等的情况，因而不能把它们直接相连解决的办法是在它们之间加人一个匹配电路或匹配网络最后要说明一点，阻抗匹配仅适用于电子电路因为电子电路中传输的信号功率本身较弱，需用匹配来提高输出功率而在电工电路中一般不考虑匹配，否则会导致输出电流过大，损坏用电器
