理论教育 阻抗匹配器的优化设计方案

阻抗匹配器的优化设计方案

时间:2023-07-02 理论教育 版权反馈
【摘要】:阻抗匹配电路常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发射机与天线之间等等。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。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。实现阻抗匹配的方法有以下几种:第一,可以考虑使用串联或并联电阻的办法。最后要说明一点,阻抗匹配仅适用于电子电路。

阻抗匹配器的优化设计方案

阻抗匹配(ImpedanceMatching)是指负载阻抗与信号源内部阻抗互相适配,得到最大功率输出的—种工作状态,是无线电技术中常见的一种工作状态,它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。阻抗匹配电路常见于各级放大电路之间、放大器与负载之间、测量仪器与被测电路之间、天线与接收机或发射机与天线之间等等。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,无线电发射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,发射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,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。

阻抗匹配的作用主要有两个:一是使信号源输出最大功率,这种阻抗匹配称为最大输出功率匹配;二是消除信号源与负载之间的反射波,保证信号传输质量,这种阻抗匹配称为无反射阻抗匹配。

实现阻抗匹配的方法有以下几种:第一,可以考虑使用串联或并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比较低,可以串联—个合适的电阻来跟传输线匹配,例如高速信号线,有时会串联—个几十欧的电阻。而一些接收器的输入阻抗则比较高,可以使用并联电阻的方法,来跟传输线匹配。例如,485总线接收器,常在数据线终端并联120Ω的匹配电阻。第二,可以考虑使用串联/并联电容或电感的办法,这在调试射频电路时常使用。第三,可以考虑使用变压器来做阻抗转换。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。

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—般不考虑匹配,否则会导致输出电流过大,损坏用电器

例3-26 假定电阻网络的输入电压和输出电压分别为ui和u0,如图3-41所示,要使电路在两侧端口匹配,必须满足以下条件:(1)连接RL后从输入端口看到的输入电阻应为RS。(2)输人端口接入RS,从输出端口看到的输出电阻必须为RL。求阻抗转换器将等效负载1kΩ转换成50Ω时R1,R2值。

图3-41 例3-26图(www.daowen.com)

解 由条件(1)可得

由条件(2)可得

联立上两式可求得

阻抗转换电路需要将等效负载1kΩ转换成50Ω,等效负载相当于图中的RS,将RS=1kΩ,RL=50Ω代入上两式,得R1=975Ω,R2=51Ω。

免责声明:以上内容源自网络,版权归原作者所有,如有侵犯您的原创版权请告知,我们将尽快删除相关内容。

我要反馈