0
  • 聊天消息
  • 系统消息
  • 评论与回复
登录后你可以
  • 下载海量资料
  • 学习在线课程
  • 观看威廉希尔官方网站 视频
  • 写文章/发帖/加入社区
会员中心
创作中心

完善资料让更多小伙伴认识你,还能领取20积分哦,立即完善>

3天内不再提示

浅谈阻抗匹配(一)什么是电路匹配?

冬至子 来源:高速研究员 作者:Joey 2023-11-03 11:50 次阅读

阻抗匹配是一个较大的话题,根据具体的频率和使用场景,大概可以分为4个模块讨论。分别是:电路匹配、传输线匹配、天线匹配、噪声匹配。

其中本章讨论电路匹配。

**电路匹配前提条件:**传输距离远小于最高频率分量波长,即无需考虑信号传输所需要的时间。基尔霍夫电压定律及基尔霍夫电流定律有效。

什么是阻抗?

Z=R+jX R:电阻 jX:电抗 (包含容抗1/jwC和感抗jwL)

任何可以施加电压信号的实体都具有阻抗。

电路匹配从以下4个方面做出讨论:

1.使负载端信号幅度最大,最大电压传输比。
2.使负载端获得功率最大,获得最大功率传输比。
3.使传信号输距离最远,强抗干扰能力。
4.获得更大传输带宽。

一:如何获得最大电压传输比

图片

负载电压:

图片

电压传输比:

图片

分析可得:

为获得最大电压传输比,要求Ro<

为获得宽的负载适应范围,要求输出电阻Ro尽可能小【如:功放机】

为获得最宽的源阻适应范围,要求输入电阻Ri尽可能大【如:万用表

解决方法:

法一: 电压跟随器 。同时满足: Ro<

图片

法二: 远端反馈补偿 。不仅自身输出阻抗Ro->0,还补偿线路损耗电阻引起的电压损失。

图片

二:如何获得最大功率传输比

图片

分析:

理论上:RL=Ro时,负载上能获得最大输出功率。

实际中:输出电阻往往由前级电路决定,负载阻抗与之不匹配,需要额外的匹配电路。

解决方法:此时,变压器几乎是唯一可用手段。

图片

原边/副边的阻抗比=(匝数比)2(所以升压还是降压,你选对了吗)

思考:为什么不可以串电阻匹配?

三:获得远距离传输/强抗干扰能力

图片

远距离传输遇到的问题----损耗和串扰

思考:远距离传输主要带来压降问题,串联回路,电流处处相等。

解决方法:电压信号转换为电流信号,电流源输出电阻无穷大。

图片

原理:1、等效的串联电压干扰源,不影响电流值(串联回路电流相等)。

2、无穷大输出电阻即使串入RLine,依旧为无穷大,等于值不变。

3、实现了信号的电气隔离,消除地电位差异影响。

四:如何获得更大传输带宽

信号的带宽是指该信号所包含的各种不同频率成分所占据的频率范围(即谐波分量越多,上升沿越陡峭。上升时间越短, 信号的带宽越宽。)。每个波形测量得到的10-90上升时间和带宽,凭经验可以画出一个简单的关系式。BW=0.35/上升时间。

什么限制了带宽?----上升沿时间----什么影响了上升沿时间----分布电容

图片

分布电容往往是无法避免的:

(1)传输导线线间的分布电容

(2)半导体器件P-N结的分布电容

图片

解决思路:配Ro->0电阻,短路思维,电容两端无电压差,零阻抗输入转到零阻抗输出。

方法一:利用零输入阻抗(Ri->0)/互阻放大器

图片

解决方法一: 尽可能低的输出阻抗 (Ro->0)

优点:(1)线路上的端口电压始终为0,分布电容上无电流,无需强驱动

(2)适用于弱电流输出类的敏感器/传感器

解决方法二: 利用零输出阻抗 (Ro->0)

图片

获得尽可能低的输出阻抗(Ro->0),使时常数 τ=RC->0

问题:(1)负反馈放大器驱动容性负载有严重的自激振荡倾向(坑!)

(2)高频信号/脉冲边沿时刻,要求大电流输出(流过Co的无功电流)。

方法三:人工负电容

图片

用(自然界不存在的)人工负电容,并联后电容量相加,和为0

图片

实测结果:带宽拓展100余倍

声明:本文内容及配图由入驻作者撰写或者入驻合作网站授权转载。文章观点仅代表作者本人,不代表电子发烧友网立场。文章及其配图仅供工程师学习之用,如有内容侵权或者其他违规问题,请联系本站处理。 举报投诉
  • 放大器
    +关注

    关注

    143

    文章

    13586

    浏览量

    213373
  • 阻抗匹配
    +关注

    关注

    14

    文章

    351

    浏览量

    30797
  • 电压跟随器
    +关注

    关注

    10

    文章

    192

    浏览量

    32625
  • 负载电压
    +关注

    关注

    0

    文章

    49

    浏览量

    2804
  • 变压器
    +关注

    关注

    0

    文章

    1126

    浏览量

    4010
收藏 人收藏

    评论

    相关推荐

    什么是阻抗匹配原理?什么是负载阻抗匹配

    信号或广泛电能在传输过程中,为实现信号的无反射传输或最大功率传输,要求电路连接实现阻抗匹配阻抗匹配关系着系统的整体性能,实现匹配可使系统性能达到最优。
    发表于 08-20 07:23

    电路阻抗匹配设计

    电路阻抗匹配设计
    发表于 08-12 18:37 0次下载

    什么是阻抗匹配

     什么是阻抗匹配?   阻抗匹配(Imped
    发表于 09-25 14:21 4518次阅读

    基于Ansoft Designer的射频功放电路阻抗匹配优化

    基于Ansoft Designer的射频功放电路阻抗匹配优化设计针对工作频率为433MHz的射频功率放大电路中的阻抗匹配问题,提出了基于EDA软件——Ansoft desig
    发表于 05-14 18:41 2801次阅读
    基于Ansoft Designer的射频功放<b class='flag-5'>电路</b><b class='flag-5'>阻抗匹配</b>优化

    怎样理解阻抗匹配

    怎样理解阻抗匹配阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
    发表于 11-30 10:30 1472次阅读

    什么是阻抗匹配以及为什么要阻抗匹配

    什么是阻抗匹配以及为什么要阻抗匹配,个人收集整理了很久的资料,大家根据自己情况,有选择性的下载吧~
    发表于 10-28 10:01 64次下载

    了解什么是阻抗匹配阻抗匹配

    阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。
    发表于 03-14 09:44 1.1w次阅读

    怎样理解阻抗匹配_pcb阻抗匹配如何计算

    本文主要介绍的是阻抗匹配,首先介绍了阻抗匹配条件,其次阐述了如何理解阻抗匹配及常见阻抗匹配的方式,最后介绍了pcb阻抗匹配如何计算,具体的跟
    发表于 05-02 17:11 4.3w次阅读
    怎样理解<b class='flag-5'>阻抗匹配</b>_pcb<b class='flag-5'>阻抗匹配</b>如何计算

    阻抗匹配是什么意思_阻抗匹配原理详解

    本文主要详解什么是阻抗匹配,首先介绍了输入及输出阻抗是什么,其次介绍了阻抗匹配的原理,最后阐述了阻抗匹配的应用领域,具体的跟随小编起来了解
    的头像 发表于 05-03 11:42 5.1w次阅读
    <b class='flag-5'>阻抗匹配</b>是什么意思_<b class='flag-5'>阻抗匹配</b>原理详解

    如何理解阻抗匹配阻抗变换?

    阻抗匹配是无线电威廉希尔官方网站 中常见的种工作状态,它反映了输入电路与输出电路之间的功率传输关系。当电路实现阻抗匹
    发表于 02-11 10:46 19次下载
    如何理解<b class='flag-5'>阻抗匹配</b>,<b class='flag-5'>阻抗</b>变换?

    浅谈阻抗匹配的理想模型及方法

    阻抗匹配则传输功率大,对于个电源来讲,当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。
    的头像 发表于 05-11 16:51 6297次阅读
    <b class='flag-5'>浅谈</b><b class='flag-5'>阻抗匹配</b>的理想模型及方法

    阻抗匹配的原理及应用

    本文主要详解什么是阻抗匹配,首先介绍了输入及输出阻抗是什么,其次介绍了阻抗匹配的原理,最后阐述了阻抗匹配的应用领域,具体的跟随小编起来了解
    的头像 发表于 08-22 14:10 3543次阅读

    窄带阻抗匹配电路设计

    窄带阻抗匹配电路设计
    的头像 发表于 05-15 16:48 1020次阅读
    窄带<b class='flag-5'>阻抗匹配电路</b>设计

    什么是阻抗匹配?高速PCB设计为什么要控制阻抗匹配

    什么是阻抗匹配?高速PCB设计为什么要控制阻抗匹配阻抗匹配是指在电路传输信号时,控制电路中信号源、传输线和负载之间的
    的头像 发表于 10-30 10:03 2484次阅读

    什么是阻抗匹配?影响阻抗的因素?

    什么是阻抗匹配?影响阻抗的因素?  阻抗匹配是在电子电路中为了提高功率传输效率而进行的种电性特性调整方法。当能量从
    的头像 发表于 12-21 11:31 1768次阅读