I. Grundprincipen för impedansmatchning
1. Ren motståndskrets
Fysik och elektricitet har berättat om ett sådant problem: ett motstånd hos R-apparater, anslutna till en potential E, internt motstånd hos ett batteripaket, under vilka förhållanden är strömuttaget från strömförsörjningen den maximala? När det externa motståndet är lika med det interna motståndet, är uteffekten från strömförsörjningen till den externa kretsen den maximala, vilket är effektmatchningen av den rena motståndskretsen. Om den ersätts av en växelströmskrets måste densamma även uppfylla R=r detta villkorskrets för att matcha.
2. Reaktanskrets
Reaktanskretsar är mer komplexa än rena resistiva kretsar, förutom resistorer finns det kondensatorer och induktorer i kretsen. Komponenter och fungerar i lågfrekventa eller högfrekventa AC-kretsar. I AC-kretsen kallas impedansen av resistans, kapacitans och induktans till AC impedans, indikerad med bokstaven Z. Bland dem kallas kapacitans och induktans till impedansen av AC, respektive kapacitiv resistans och och induktiv resistans och. Förutom själva kapacitansen och induktansen är värdet på det kapacitiva och induktiva motståndet relaterat till storleken på frekvensen för växelströmmen i arbete. Det är värt att notera att i en reaktanskrets kan värdena på resistans R, induktans och kapacitans inte beräknas genom enkel aritmetisk summering, utan med impedanstriangelmetoden. Därför är reaktanskretsen mer komplex att matcha än den rena motståndskretsen, förutom att de resistiva komponenterna i ingångs- och utgångskretsarna måste vara lika, men kräver också reaktanskomponenter av samma storlek och motsatt tecken (konjugatmatchning) ; eller de resistiva och reaktanskomponenterna är lika (icke-reflekterande matchning). Här är reaktansen X skillnaden mellan det induktiva motståndet XL och det kapacitiva motståndet XC (endast för seriekretsar, om parallellkretsen är mer komplicerad att beräkna). Att uppfylla ovanstående villkor kallas impedansmatchning, den belastning som kan få maximal effekt.
Nyckeln till impedansmatchning är att framstegets utgångsimpedans är lika med ingångsimpedansen för det bakre steget. Ingångsimpedansen och utgångsimpedansen används flitigt i elektroniska kretsar på alla nivåer, olika mätinstrument och olika elektroniska komponenter. Så vad är ingångsimpedansen och utgångsimpedansen? Ingångsimpedansen är impedansen hos kretsen till signalkällan.
Till exempel:ju högre ingångsimpedans (kallad spänningskänslighet) för spänningsblocket i multimetern, desto mindre shunt till kretsen som testas, desto mindre är mätfelet. Och ju lägre ingångsimpedansen för strömblocket är, desto mindre är spänningsdelningen för kretsen som testas, och därmed desto mindre mätfel. För effektförstärkare, när utgångsimpedansen från signalkällan är lika med ingångsimpedansen för förstärkarkretsen, kallas det impedansmatchning, och då kan förstärkarkretsen erhålla den maximala effekten vid utgången. Utgångsimpedans är impedansen hos kretsen som talar till lasten.
Till exempel:en spänningskälla kräver en låg utgångsimpedans, medan en strömkälla kräver en hög utgångsimpedans. För en förstärkarkrets indikerar värdet på utgångsimpedansen dess förmåga att bära belastningen. Vanligtvis, om utgångsimpedansen är liten, är förmågan att bära belastningen stark. Om utgångsimpedansen och belastningen inte kan matchas, kan en transformator eller nätverkskrets läggas till för att uppnå matchningen. Till exempel är utgångstransformatorn vanligtvis ansluten mellan transistorförstärkaren och högtalaren, och förstärkarens utgångsimpedans matchar transformatorns primärimpedans, och transformatorns sekundära impedans matchar högtalarens impedans. Transformatorn transformerar impedansförhållandet med varvförhållandet för primär- och sekundärlindningarna. I den faktiska elektroniska kretsen, möter ofta signalkälla och förstärkarkrets eller förstärkarkrets och belastningsimpedansen är inte lika med fallet, så de kan inte anslutas direkt. Lösningen är att lägga till en matchande krets eller matchande nätverk mellan dem. Som en sista anmärkning är impedansmatchning endast tillämplig på elektroniska kretsar. Eftersom signaleffekten som överförs i elektroniska kretsar i sig är svag, krävs matchning för att öka uteffekten. I elektriska kretsar övervägs i allmänhet inte matchning, annars blir utströmmen för hög och skadar apparaten.
II. tillämpningen av impedansmatchning
För allmänna högfrekventa signalfält, såsom klocksignaler, busssignaler och till och med upp till flera hundra megabyte DDR-signaler, etc., är den allmänna enhetens induktiva och kapacitiva resistans relativt liten i förhållande till resistansen (dvs. real del av impedansen) kan ignoreras, för närvarande behöver impedansmatchning bara beakta den verkliga delen på den.
Inom RF-området, många enheter såsom antenner, förstärkare, etc., deras ingångs- och utgångsimpedanser är icke verkliga (inte rent motstånd), och deras imaginära del (kapacitiv eller induktiv resistans) är så stor att den inte kan ignoreras , och sedan bör konjugatmatchningsmetoden användas.
