精华内容
下载资源
问答
  • 2019-05-10 18:14:53

    1.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,则输入阻抗Rin就是U/I.你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗. 输入阻抗跟一个普通的电抗元件没什么两样,它反映了对电流阻碍作用的大小.对于电压驱动的电路,输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对信号源有影响;而对于电流驱动型的电路,输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻.因此,我们可以这样认为:如果是用电压源来驱动的,则输入阻抗越大越好;如果是用电流源来驱动的,则阻抗越小越好(注:只适合于低频电路,在高频电路中,还要考虑阻抗匹配问题.另外如果要获取最大输出功率时,也要考虑 阻抗匹配问题

    2.输出阻抗:无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题.输出阻抗就是一个信号源的内阻.本来,对于一个理想的电压源(包括电源),内阻应该为0,或理想电流源的阻抗应当为无穷大.输出阻抗在电路设计最特别需要注意 但现实中的电压源,则不能做到这一点.我们常用一个理想电压源串联一个电阻r的方式来等效一个实际的电压源.这个跟理想电压源串联的电阻r,就是(信号源/放大器输出/电源)的内阻了.当这个电压源给负载供电时,就会有电流I从这个负载上流过,并在这个电阻上产生I×r的电压降.这将导致电源输出电压的下降,从而限制了最大输出功率(关于为什么会限制最大输出功率,请看后面的“阻抗匹配”一问).同样的,一个理想的电流源,输出阻抗应该是无穷大,但实际的电路是不可能的。

    3.阻抗匹配:阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式;阻抗匹配要分低频和高频两种情况来讨论,低频时的阻抗匹配只考虑信号源和负载,高频时的阻抗匹配还要考虑传输线:

        1.低频:我们从直流电压源驱动一个负载入手。由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设负载电阻为R,电源电动势为U,内阻为r,那么我们可以计算出流过电阻R的电流为:I=U/(R+r),可以看出负载电阻R越小,则输出电流越大。负载R上的电压为:Uo=IR=U/[1+(r/R)],可以看出,负载电阻R越大,则输出电压Uo越高。再来计算一下电阻R消耗的功率为: P=I2×R=[U/(R+r)]2×R=U2×R/(R2+2×R×r+r2) =U2×R/[(R-r)2+4×R×r] =U2/{[(R-r)2/R]+4×r} 对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R则是由我们来选择的。注意式中[(R-r)2/R],当R=r时,[(R-r)2/R]可取得最小值0,这时负载电阻R上可获得最大输出功率Pmax=U2/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一。对于纯电阻电路,此结论同样适用于低频电路及高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共扼匹配。总结:如果我们需要输出电流大,则选择小的负载R;如果我们需要输出电压大,则选择大的负载R;如果我们需要输出功率最大,则选择跟信号源内阻匹配的电阻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,如果负载条件改变了,则可能达不到原来的性能,这时我们也会叫做阻抗失配。

        2.高频:在低频电路中,我们一般不考虑传输线的匹配问题,只考虑信号源跟负载之间的情况,因为低频信号的波长相对于传输线来说很长,传输线可以看成是“短线”,此时反射信号几乎不会对原信号造成影响,比如传输线是10cm,信号波长是10m,此时即便有反射信号那么反射信号存在于传输线上的也就0.01个波长而已;但如果是高频信号,如波长是1mm,那么反射信号在传输线上就会存在100个波长了,此时就很有可能会形成驻波了。

        信号反射:如果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,有兴趣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)是由传输线的结构以及材料决定的,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。而一些射频设备上则常用特征阻抗为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,这在农村使用的电视天线架上比较常见,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,大概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。这里需要强调一点的是,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,也不能通过使用欧姆表来测量。为了不产生反射,负载阻抗跟传输线的特征阻抗应该相等,这就是传输线的阻抗匹配,如果阻抗不匹配会有什么不良后果呢?如果不匹配,则会形成反射,能量传递不过去,降低效率;会在传输线上形成驻波(简单的理解,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;功率发射不出去,甚至会损坏发射设备。如果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办法让它匹配呢?第一:可以考虑使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。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:可以考虑使用串联/并联电阻的办法。一些驱动器的阻抗比较低,可以串联一个合适的电阻来跟传输线匹配,例如高速信号线,有时会串联一个几十欧的电阻。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120欧的匹配电阻。

    更多相关内容
  • 这里涉及到几个概念:输入阻抗、输出阻抗阻抗匹配,今天简单的聊一聊。 先了解一下阻抗的概念。 我们都知道电阻是有阻碍电流作用的,那电容电感有吗?答案是肯定的。 在百度词条中,给阻抗的定义是:在具有电阻、...

    大家好,我是记得诚。

    读者问了一个问题:“集总参数电路中,阻抗匹配(内阻=外阻)可以使负载得到最大的功率输出”这句话怎么理解?

    这里涉及到几个概念:输入阻抗、输出阻抗、阻抗匹配,今天简单的聊一聊。

    先了解一下阻抗的概念。

    我们都知道电阻是有阻碍电流作用的,那电容电感有吗?答案是肯定的。

    在百度词条中,给阻抗的定义是:在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。

    阻抗一般用Z表示,是一个复数,实部称为电阻,虚部称为电抗,电抗由容抗和感抗组成。

    所以在R、C、L的电路中,很容易得到阻抗Z为:

    Z = R + j ( ω L − 1 ω c ) Z=R+j(\omega L-\frac1{\omega c}) Z=R+j(ωLωc1)

    其中, R R R是电阻, j j j是虚数单位, ω L \omega L ωL是感抗, 1 ω c \frac1{\omega c} ωc1是容抗。

    之前写过一篇文章,关于阻容感的等效模型,可以看看:眼见不一定为实!电阻、电容和电感的实际等效模型

    回到正题。

    1 输出阻抗

    很多电路都有输出阻抗的概念,以电源举例,我们从输出这个点看进去,把电源当做一个整体,示波器测量 V o u t V_{out} Vout的正负极电阻,即可得到电源电路的输出阻抗

    在这里插入图片描述
    对电源来说,输出阻抗 Z o u t Z_{out} Zout是电源 V o u t V_{out} Vout的内阻,可以将图画成下面这种形式。

    在这里插入图片描述
    我们在电源上加一个负载 R L R_{L} RL

    在这里插入图片描述
    可以得出负载上的电压 V 1 V_1 V1为:

    V 1 = V o u t ∗ R L Z o u t + R L V_1=\frac {V_{out}*R_{L}} {Z_{out}+R_{L}} V1=Zout+RLVoutRL

    从公式可以看出 V 1 V_1 V1 Z o u t Z_{out} Zout是成反比的, Z o u t Z_{out} Zout越大, V 1 V_1 V1越小;可以理解 Z o u t Z_{out} Zout V 1 V_1 V1的上拉电阻, V o u t V_{out} Vout是上拉源,上拉电阻越小,上拉能力越强, V 1 V_1 V1越接近 V o u t V_{out} Vout

    所以一般情况下,对输出电路来说,输出阻抗是越小越好

    2 输入阻抗

    输出阻抗是针对输出电路来说的,输入阻抗是针对输入电路来说的。

    下面这个图,红框内的为输入电路, V 1 V_1 V1为输入电压,我们将万用表接在 V 1 V_1 V1和GND上,测量得出的电阻即为输入电路的输入阻抗,记为 Z i n Z_{in} Zin

    在这里插入图片描述
    那输入阻抗是越大越好,还是越小越好呢?看下面这个图。

    V 1 V_1 V1作为输入,进入输入电路的点为 V 2 V_2 V2,我们希望 V 2 V_2 V2是无限接近 V 1 V_1 V1的,但 V 2 V_2 V2会受到输入阻抗 Z i n Z_{in} Zin的影响。

    在这里插入图片描述
    Z i n Z_{in} Zin越接近0,可以理解为 V 2 V_2 V2的下拉能力越强, V 2 V_2 V2电压会越接近于0,这当然不是我们想要的。反之 Z i n Z_{in} Zin越大, V 2 V_2 V2的下拉能力越弱, V 2 V_2 V2会越接近于 V 1 V_1 V1

    所以很容易得出:一般情况下,输入电路的输入阻抗是越大越好。

    3 阻抗匹配

    聊完了输出阻抗和输入阻抗,那什么是阻抗匹配呢?

    在这里插入图片描述
    还是前面这个图,我们已经知道, Z o u t Z_{out} Zout越小, V 1 V_1 V1越大,那什么情况下 R L R_{L} RL上的功率是最大的呢?

    首先负载电流 i i i为:

    i = V o u t Z o u t + R L (1) i=\frac {V_{out}}{Z_{out}+R_{L}}\tag{1} i=Zout+RLVout(1)

    负载上的功率 P P P为:

    P = i 2 R L = V o u t 2 R L ( Z o u t + R L ) 2 (2) P=i^2R{_L}=\frac {V_{out}^2R_{L}}{(Z_{out}+R_{L})^2}\tag{2} P=i2RL=(Zout+RL)2Vout2RL(2)

    其中 V o u t V_{out} Vout Z o u t Z_{out} Zout都是定值,即 P P P R L R_{L} RL的函数,我们利用导数来求 P m a x P_{max} Pmax

    d P d R L = V o u t 2 ∗ Z o u t 2 − R L 2 ( Z o u t 2 + R L 2 ) 4 = 0 (3) \frac {dP}{dR_{L}}\tag{3}=V_{out}^2*\frac {Z_{out}^2-R_{L}^2}{(Z_{out}^2+R_{L}^2)^4}=0 dRLdP=Vout2(Zout2+RL2)4Zout2RL2=0(3)

    即可得出,到 R L = Z o u t R_{L}=Z_{out} RL=Zout时,功率达到最大,带入公式 ( 2 ) (2) (2),可得:

    P m a x = V o u t 2 4 Z o u t P_{max}=\frac {V_{out}^2}{4Z_{out}} Pmax=4ZoutVout2

    上面就很好解答了球友的问题。

    我们这里讨论的是信号源与负载之间的阻抗匹配,当然还有如传输线特性阻抗,后面有机会再写篇文章聊一聊。

    今天的文章到这里就结束了,希望对你有帮助,我们下一期见。

    推荐阅读:
    硬件工程师如何零基础入门?
    DC-DC,看这篇文章就够了
    PCB上10A的电流需要走多宽的线?需要几个过孔?

    有任何问题都可以点击下方名片联系我。

    展开全文
  • 阻抗匹配(impedance matching)信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同,或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同,分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态,简称为阻抗匹配。...
  • 对于任何功率放大器(功率放大器)设计,输出匹配电路的性能都是个关键。但是,在设计过程中,有一个问题常常为人们所忽视,那就是输出匹配电路的功率损耗。这些功率损耗出现在匹配网络的电容器、电感器,以及其他...
  •  图1 LC阻抗匹配电路的构成 使用LC的电路一般电源电压很低,所以负载电阻高时,用图(a)所示的电路,变换阻抗就可得到大的输出电压。另外,加大LC 电路的Q,也能得到很大的升压比。 在图1中,fo=30kHz、Q=10...
  • 清楚了这两个概念,断弦客就要说出每个乐手应牢记心中的本文的精华:音频前后级级联的阻抗匹配原则是一一前级的输出阻抗必须远远小于后级的输入阻抗!   *什么是阻抗?不告诉你,这是个物理专业术语,出于...
  • 输入阻抗、输出阻抗阻抗匹配

    千次阅读 2020-05-04 11:25:51
    输入阻抗与输出阻抗 阻抗(Impedance)的概念。在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部为电阻,虚部为电抗。其中,电容在电路中对交流电所起的...

    输入阻抗与输出阻抗       

           阻抗(Impedance)的概念。在具有电阻、电感和电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一个复数,实部为电阻,虚部为电抗。其中,电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗(Capacitive Reactance),电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(Inductive reactance),电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 阻抗的单位是欧姆。

           阻抗匹配是指信号源或传输线跟负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频和高频两种情况讨论。

           输入阻抗:是指一个电阻输入端的等效阻抗。在输入端加上一个电压源U,测量输入端的电流I,则输入阻抗Rin就是U/I。可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值就是输入阻抗。对于电压驱动型的电路,负载的输入阻抗越大,则对电压源的负载就越轻,因而就越容易驱动,也不会对电压源产生影响。而对于电流驱动型的电路,负载的输入阻抗越小,则对电流源的负载就越轻。因此,如果是用电压源驱动的,则负载的输入阻抗越大越好。如果是采用电流源来驱动的,则负载的输入阻抗越小越好。(备注:该理论只适合低频电路,在高频电路中,还需要考虑阻抗匹配的问题。同时如果需要考虑到获取最大的输出功率,也需要考虑阻抗匹配的问题)

           输出阻抗:输出阻抗是一个信号源的内阻。无论信号源或放大器还有电源,都有输出阻抗的问题。对于一个理想的电压源来说,内阻应该为0(内阻为0才能使输出电压完全加载在负载上),对于一个理想的电流源来说,内阻应该为无穷大(内阻无穷大才能使输出电流不会因为负载的阻值而降低)但是在实际的电路设计中,是不存在这样的现象的。对于实际中的电压源,常用一个理想电压源串联一个电阻R(充当内阻)的方式来等效一个实际的电压源。这个电阻R就是输出阻抗了。当使用电压源给负载供电的时候,就会有电流I流过负载,同时这个电流也会在内阻R上产生一个电压降,这样就导致电压源输出的电压大于负载两端的电压,也就是限制了最大的输出功率。

     

    原理:

    以电池驱动负载模型(直流电压源驱动负载)分析。定义负载电阻为Rload,直流电源电动势为U,电池自身的内阻为r。

    1流过负载电阻R的电流I为:I = U/(R+r)

    负载R越小,输出电流I越大。

     

    2负载R上的电压Uo为:Uo = IR = U / [ 1+(r/R) ]

    负载R越大,则输出电压Uo越高。

     

    3负载R上消耗的功率P:

    P =  I²×R = [ U/(R+r) ]²×R

            = U²×R/( R²+2×R×r+r² )

             = U²×R/[ (R-r)²+4×R×r ]

            = U²/{ [ (R-r)²/R ] +4×r }

    对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R是由我们来进行选择的。注意式中的[ (R-r)²/R ],当R = r,即负载R与信号源内阻r相等时,[ (R-r)²/R ]取得最小值0,此时负载R上可以获得最大输出功率Pmax = U²/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一(最大功率传输)。

    应用:最理想的状态

    • 电压源驱动 or 需要输出大电压:内阻为0,负载越大越好。(电压源的负载越轻,越易驱动)
    • 电流源驱动 or 需要输出大电流:内阻为∞,负载越小越好。(电流源的负载越轻,越易驱动)
    •                       需要输出大功率 :选择与信号源内阻匹配的电阻R。
    展开全文
  • 谈谈阻抗匹配的理解

    2021-01-19 21:30:58
    阻抗匹配(impedance matching)信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同,或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同,分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态,简称为阻抗匹配。...
  •  功率放大器的阻抗匹配 在所有电子音像设备中,都有一个功率输出的方案问题,即为了获得的功率输出而又不增加电路的投资经费,这就是功率放大器与扬声器系统的组合。 功率放大器组合的目的是为了达到的设备投资而...
  • 浅谈输入阻抗、输出阻抗阻抗匹配

    万次阅读 多人点赞 2017-12-16 17:15:52
    应某人之邀,在此整理一些个人对于“输入阻抗、输出阻抗阻抗匹配”的拙见,适合初学者理解,有不当之处,欢迎指正。 一、关于阻抗的基本概念 首先说说电阻(Resistance),在电路中对电流通过具有阻碍作用,并且...

    应某人之邀,在此整理一些个人对于“输入阻抗、输出阻抗和阻抗匹配”的拙见,适合初学者理解。初次发帖,有不当之处,欢迎指正。

    一、关于阻抗的基本概念

    首先说说电阻Resistance,在电路中对电流通过具有阻碍作用,并且造成能量消耗的部分,称为电阻。电阻常用R表示,单位欧姆(Ω),导体电阻值由导体的材料、横截面积和长度决定,具体计算不在此赘述。

    接下来引出阻抗(Impedance)的概念。在具有电阻电感电容的电路里,对电路中的电流所起的阻碍作用叫做阻抗。阻抗常用Z表示,是一个复数,实际称为电阻,虚称为电抗。其中,电容在电路中对交流电所起的阻碍作用称为容抗(Capacitive Reactance ,电感在电路中对交流电所起的阻碍作用称为感抗(Inductive reactance,电容和电感在电路中对交流电引起的阻碍作用总称为电抗。 阻抗的单位是欧姆。

    二、输入阻抗和输出电阻

    输入阻抗是指一个电路的输入端的等效阻抗。可以理解为在输入端加上电压源U,测量输入端电流I,输入阻抗Rin就等于U/I(将所有电路元件作用的效果总和,等效到一个电阻Rin上)。


    图1.输入阻抗等效电阻示意图

    在图1中,Vin为上一级电路的输出信号,作为本级电路的输入信号,Vout为本级电路输出信号的测试点,虚线框内为本级电路的等效输入阻抗,Rin即为电路的输入端等效阻抗。

    首先,我们设置输入信号为正弦波,幅值A = 1V,频率f = 10KHz:



    由于信号源内部阻抗为0(上一级电路输出阻抗为0,后面会进行讲解),所以在Vout得到的输出信号应该等于原信号(纯电阻电路,幅值和相位均相等),即Vout = Vin,仿真结果如下:


    图2.输入端等效阻抗仿真结果
    我们通过光标A、B和图例可知,输入信号Vin的幅值A1为993.95mV、-991.83mV,峰峰值Vpp1 ≈1.985mV ≈ 2V; 输出信号Vout的幅值A2为991.5mV、997.76mV,峰峰值Vpp2 ≈ 1.989mV ≈ 2V。Vpp1 =Vpp2。
    有了输入阻抗的概念之后,我们可以更容易的理解输出阻抗的概念,也就是一个电路输出端的等效阻抗。
    让我们先暂时回到高中时代 ,物理老师告诉我们,电池里面有一个内阻,所以我们可以得到图3这样一个电池模型:


    图3.内阻为50Ω的电池模型

    我们假设这是一个5V的电池,内部含有50Ω内阻。下面按图4的方式连接电路,将电池加到一个10KΩ的电阻上,然后测一测电阻两端的电压Vout1。


    图4.电池模型连接图
    我们将仿真结果调出来看看。


    图5.电池模型仿真结果一
    从这个结果上看,似乎并不能看出任何东西。那让我们将电池内阻R1分别改为1KΩ、5KΩ、10KΩ、20KΩ,再看一下结果。



    图6.电池内阻为1KΩ(左上)、5KΩ(右上)、10KΩ(左下)、20KΩ(右下)仿真结果二
    从图例上可以得知,加在电阻Rload两端的直流电压分别为4.55V(1KΩ)、3.33V(5KΩ)、2.5V(10KΩ)、1.67V(20KΩ)。很明显,通过电阻分压公式,我们很容易就得到上面的几个数字:Vout1=5V*Rload/(R1+Rload)
    好了,从高中回到现在。通过刚才的仿真,可以看出,在本级输入阻抗(电池模型里的Rload)不变的情况下,上级电路的输出阻抗(电池内阻R1)越大,本级所能获取的电压信号就越小, 正因为如此, 在设计需要考虑信号幅值的电路中,我们就需要考虑阻抗匹配的问题。

    三、阻抗匹配
    阻抗匹配是指信号源或者传输线负载之间的一种合适的搭配方式。阻抗匹配分为低频高频两种情况讨论。
    我们先从刚才的电池驱动负载模型(直流电压源驱动负载)入手。我们重新定义负载电阻为R,直流电源电动势为U,内阻为r,我们可以计算出流过负载电阻R的电流I为:
    I = U/(R+r)······式1 
    从式1可以看出,负载R越小,输出电流I越大。
    负载R上的电压Uo为:
    Uo = IR = U / [ 1+(r/R) ] ······式2
    从式2可以看出,负载R越大,则输出电压Uo越高。
    有了I和Uo,我们再来计算一下负载R上消耗的功率P:
    P = I²×R = [ U/(R+r) ]²×R
                                     = U²×R/( R²+2×R×r+r² )
             = U²×R/[ (R-r)²+4×R×r ]
            = U²/{ [ (R-r)2/R ] +4×r } ······式3
    对于一个给定的信号源,其内阻r是固定的,而负载电阻R是由我们来进行选择的。注意式3中的[ (R-r)2/R ],当R = r,即负载R与信号源内阻r相等时,[ (R-r)2/R ]取得最小值0,此时负载R上可以获得最大输出功率Pmax = U²/(4×r)。即,当负载电阻跟信号源内阻相等时,负载可获得最大输出功率,这就是我们常说的阻抗匹配之一(最大功率传输)此结论同样适用于低频电路和高频电路。当交流电路中含有容性或感性阻抗时,结论有所改变,就是需要信号源与负载阻抗的的实部相等,虚部互为相反数,这叫做共扼匹配
    在低频电路中,我们一般不考虑传输线阻抗匹配的问题,只考虑信号源与负载的关系,其原因是低频信号波长相对于传输线来说很长,可以将传输线看做“短线”,信号反射问题不用考虑(就像一杯水倒入长江,连一点波澜也掀不起)。举个例子:有一个频率f = 10KHz的信号,根据波长计算公式λ=u/f(λ为波长;u为电磁波在真空中传播速度,近似等于光速3×10e8m)可以计算出该信号波长λ1 = 3×10e8m/10,000Hz = 3,000m。波长3000m远远大于电路中传输线的长度。
    在高频电路中,由于信号频率高,波长短,因此还需要考虑反射问题。当波长短得与传输线长度相当时,反射信
    号与原信号叠加,将会改变原信号形状。如果传输线的特征阻抗与负载阻抗不相等(即不匹配,也称阻抗失配,会形
    成反射,降低效率;会在传输线上形成驻波,降低传输线有效功率容量降低;严重时会损坏设备,高速信号会产生振
    荡,辐射干扰等问题)时, 在负载端就会产生反射。( 传输线特征阻抗,亦称特性阻抗,是由传输线的结构及材料决
    定的,而与传输线的长度, 以及信号的幅度、频率均无关 ,其他问题可以参考电磁场与电磁波方面关于传输线理论的
    书籍
    从上述的分析中,我们可以得出以下结论:
    (一)需要输出电流大,选择小的负载R;
    (二)需要输出电压大,选择大的负载R;
    (三)需要输出功率大,选择与信号源内阻匹配的电阻R。
    由于很多学习相关电路设计的初学者常用运算放大器进行信号处理,所以给出一些个人建议:
    (一)需要保证输入信号幅值不失真,则加大输入电阻;
    (二)信号进行运算后如果驱动能力不够(可以理解为输出阻抗过大),后级加单位增益电压缓冲器(电   压跟   随器);
    (三)针对具体电路设计要求,选择优先保证信号幅值不失真,还是选择提高带负载能力,从而对输入阻   抗和   输出阻抗进行考虑;
    (四)运算放大器输入阻抗和输出阻抗应该参见对应的Datasheet,并不是所有运放的输入阻抗都很大;
    (五)信号频率较高时,最好优先选择最大功率传输方式进行阻抗匹配,避免反射,造成运放自激振荡;
    (六)如果出现设计之外的信号衰减,请优先考虑阻抗匹配问题。

    四、怎么做阻抗匹配

    当电路中出现阻抗不匹配的问题时,我们通常采用以下方法纠正,达到阻抗匹配的目的:
    (一)可以考虑用传输线变压器做阻抗匹配(电视机馈线与射频输入端);
    (二)可以考虑使用串/并联电容或电感的办法(射频电路调试常用);
    (三)可以考虑串/并联电阻的办法(常用)。如果驱动器输出阻抗比较低,可以串联一个大小合适的电阻 (如50Ω、75Ω)与传输线进行匹配;而如果接收器输入阻抗比较高,可以并联一个大小合适的电阻  与传输线进行匹配(“输出端串联匹配,输入端并联匹配”)


    仿真工具为TINA。
    上述资料为个人见解和对其他资料的整理,下面给出参考链接:

    点击打开链接

    点击打开链接


    展开全文
  • 假如一个传感器或信号源的输出阻抗是25Ω,一旦接收此信号的放大器的输人阻抗远大于25Ω时,这个电路就能正常工作了。“远大于”的物理意义就是要大1O倍以上,虽然有时要求大100倍以上。因此对于25Ω的信号源来说,...
  • 有点“门当户对”的意思,输入输出阻抗都跟电路的具体设计有关。  这里先提供几条经验,大家以后可以慢慢理解:数模电知识  1、阻抗匹配时负载可以得到的信号功率。  2、阻抗匹配时效率不一定。  3、前级输出...
  • 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...
  • 笔者最近几天在做视频采集板卡时,视频显示端打算采用 USB2.0接口+上位机 显示,其中USB需要做阻抗匹配。通常情况下USB的阻抗值需要做到90Ω±10%。下面就讲解一下关于阻抗匹配的知识,哪里说得不对的,还望大家批评...
  • 假如一个传感器或信号源的输出阻抗是25Ω,一旦接收此信号的放大器的输人阻抗远大于25Ω时,这个电路就能正常工作了。“远大于”的物理意义就是要大1O倍以上,虽然有时要求大100倍以上。因此对于25Ω的信号源来说,...
  • 电阻和阻抗:电阻通常是...理论情况下所有现代音响设备应该是低输出阻抗源和高输入负载。当这个输入比率大于或者更高于10倍比较好,也就是说例如cd机的输出级会无问题驱动后面的前级传输最大化的信号电压到输入部分。
  • 输入输出阻抗阻抗匹配输入输出阻抗定义一、电压驱动电路二、使用步骤1.引入库2.读入数据总结前言一、pandas是什么?二、使用步骤1.引入库2.读入数据总结前言一、pandas是什么?二、使用步骤1.引入库2.读入数据总结...
  • 有点“门当户对”的意思,输入输出阻抗都跟电路的具体设计有关。  这里先提供几条经验,大家以后可以慢慢理解:数模电知识  1、阻抗匹配时负载可以得到最大的信号功率。  2、阻抗匹配时效率不一定最高。  3、...
  • 文章为大家详细介绍了电路的输入阻抗、输出阻抗阻抗匹配
  •  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,具体的跟随小编一起来了解一下吧。  一、输入阻抗  输入阻抗是指一个电路输入端的...
  • 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,则输入阻抗Rin就是U/I.你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗.输入阻抗跟一个普通的...
  • 阻抗匹配与smith圆图阻抗匹配与史密斯(Smith)圆图:基本原理 本文利用史密斯圆图作为 RF 阻抗匹配的设计指南。文中给出了反射系 数、阻抗和导纳的作图范例,并用作图法设计了一个频率为 60MHz 的匹 配网络。 ...
  • 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,则输入阻抗Rin就是U/I.你可以把输入端想象成一个电阻的两端,这个电阻的阻值,就是输入阻抗.
  • 阻抗匹配知识概述

    2020-10-25 13:54:16
    阻抗匹配是信号传输过程中信源内阻抗和负载阻抗之间特定的配合关系。也是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。
  • 软件介绍: L型低通阻抗匹配网络计算器根据输入阻抗和输出阻抗、截止频率来计算电感L1和电容C1元件值。在微波网络中,用于匹配阻抗网络,把高阻网络匹配到标准阻抗,如200欧姆匹配到50欧姆。
  • 番外4:自动进行功放输出阻抗匹配设计(匹配至4次谐波) 假设此时经过负载牵引分析,得出最佳负载阻抗为19+j*11欧姆,需要将其匹配至45欧姆: 使用如下的自建模板: 下面详细介绍各个部分。 偏置部分 其中参数可以...
  • 阻抗匹配(impedance matching)信号源内阻与所接传输线的特性阻抗大小相等且相位相同,或传输线的特性阻抗与所接负载阻抗的大小相等且相位相同,分别称为传输线的输入端或输出端处于阻抗匹配状态,简称为阻抗匹配
  • 一份资料学好阻抗匹配[摘要] 阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间的一种...由于实际的电压源,总是有内阻的(请参看输出阻抗一问),我们可以把一个实际电压源,等效成一个理想的电压源跟一个电阻r串联的模型。假设
  • PCB的阻抗匹配

    千次阅读 2021-03-27 08:59:46
    阻抗匹配是指信号源或者传输线跟负载之间达到一种适合的搭配。阻抗匹配主要有两点作用,调整负载功率和抑制信号反射。 当一束光从空气射向水中时会发生反射,这是因为光和水的光导特性不同。同样,当信号传输中如果...

空空如也

空空如也

1 2 3 4 5 ... 20
收藏数 8,692
精华内容 3,476
关键字:

阻抗匹配输出阻抗

友情链接: Golay3_frequency.rar