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      標簽　>　阻抗匹配

      阻抗匹配

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      阻抗匹配（impedance matching） 信號源內(nèi)阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同，或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同，分別稱為傳輸線的輸入端或輸出端處于阻抗匹配狀態(tài)，簡稱為阻抗匹配。

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      阻抗匹配簡介

      　　阻抗匹配（impedance matching） 信號源內(nèi)阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同，或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同，分別稱為傳輸線的輸入端或輸出端處于阻抗匹配狀態(tài)，簡稱為阻抗匹配。否則，便稱為阻抗失配。有時也直接叫做匹配或失配。

      　　匹配條件

      　　①負載阻抗等于信源內(nèi)阻抗，即它們的模與輻角分別相等，這時在負載阻抗上可以得到無失真的電壓傳輸。

      　?、谪撦d阻抗等于信源內(nèi)阻抗的共軛值，即它們的模相等而輻角之和為零。這時在負載阻抗上可以得到最大功率。這種匹配條件稱為共軛匹配。如果信源內(nèi)阻抗和負載阻抗均為純阻性，則兩種匹配條件是等同的。

      阻抗匹配百科

      　　阻抗匹配（impedance matching） 信號源內(nèi)阻與所接傳輸線的特性阻抗大小相等且相位相同，或傳輸線的特性阻抗與所接負載阻抗的大小相等且相位相同，分別稱為傳輸線的輸入端或輸出端處于阻抗匹配狀態(tài)，簡稱為阻抗匹配。否則，便稱為阻抗失配。有時也直接叫做匹配或失配。

      　　匹配條件

      　?、儇撦d阻抗等于信源內(nèi)阻抗，即它們的模與輻角分別相等，這時在負載阻抗上可以得到無失真的電壓傳輸。

      　　②負載阻抗等于信源內(nèi)阻抗的共軛值，即它們的模相等而輻角之和為零。這時在負載阻抗上可以得到最大功率。這種匹配條件稱為共軛匹配。如果信源內(nèi)阻抗和負載阻抗均為純阻性，則兩種匹配條件是等同的。

      　　阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內(nèi)部阻抗互相適配，得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。對于不同特性的電路，匹配條件是不一樣的。在純電阻電路中，當負載電阻等于激勵源內(nèi)阻時，則輸出功率為最大，這種工作狀態(tài)稱為匹配，否則稱為失配。

      　　當激勵源內(nèi)阻抗和負載阻抗含有電抗成份時，為使負載得到最大功率，負載阻抗與內(nèi)阻必須滿足共軛關系，即電阻成份相等，電抗成份絕對值相等而符號相反。這種匹配條件稱為共軛匹配。

      　　阻抗匹配（Impedance matching）是微波電子學里的一部分，主要用于傳輸線上，來達到所有高頻的微波信號皆能傳至負載點的目的，不會有信號反射回來源點，從而提升能源效益。史密夫圖表上。電容或電感與負載串聯(lián)起來，即可增加或減少負載的阻抗值，在圖表上的點會沿著代表實數(shù)電阻的圓圈走動。如果把電容或電感接地，首先圖表上的點會以圖中心旋轉(zhuǎn)180度，然后才沿電阻圈走動，再沿中心旋轉(zhuǎn)180度。重覆以上方法直至電阻值變成1，即可直接把阻抗力變?yōu)榱阃瓿善ヅ洹?/p>

      　　阻抗匹配分類及原理

      　　阻抗匹配有兩種，一種是透過改變阻抗力（lumped-circuit matching），另一種則是調(diào)整傳輸線的波長（transmission line matching）。

      　　要匹配一組線路，首先把負載點的阻抗值，除以傳輸線的特性阻抗值來歸一化，然后把數(shù)值劃在史密斯圖上。

      　　改變阻抗力

      　　把電容或電感與負載串聯(lián)起來，即可增加或減少負載的阻抗值，在圖表上的點會沿著代表實數(shù)電阻的圓圈走動。如果把電容或電感接地，首先圖表上的點會以圖中心旋轉(zhuǎn)180度，然后才沿電阻圈走動，再沿中心旋轉(zhuǎn)180度。重復以上方法直至電阻值變成1，即可直接把阻抗力變?yōu)榱阃瓿善ヅ洹?/p>

      　　阻抗匹配：簡單的說就是「特性阻抗」等于「負載阻抗」。

      　　調(diào)整傳輸線

      　　由負載點至來源點加長傳輸線，在圖表上的圓點會沿著圖中心以逆時針方向走動，直至走到電阻值為1的圓圈上，即可加電容或電感把阻抗力調(diào)整為零，完成匹配。

      　　阻抗匹配則傳輸功率大，對于一個電源來講，單它的內(nèi)阻等于負載時，輸出功率最大，此時阻抗匹配。最大功率傳輸定理，如果是高頻的話，就是無反射波。對于普通的寬頻放大器，輸出阻抗50Ω，功率傳輸電路中需要考慮阻抗匹配，可是如果信號波長遠遠大于電纜長度，即纜長可以忽略的話，就無須考慮阻抗匹配了。阻抗匹配是指在能量傳輸時，要求負載阻抗要和傳輸線的特征阻抗相等，此時的傳輸不會產(chǎn)生反射，這表明所有能量都被負載吸收了。反之則在傳輸中有能量損失。高速PCB布線時，為了防止信號的反射，要求是線路的阻抗為50歐姆。這是個大約的數(shù)字，一般規(guī)定同軸電纜基帶50歐姆，頻帶75歐姆，對絞線則為100歐姆，只是取個整而已，為了匹配方便。

      　　阻抗從字面上看就與電阻不一樣，其中只有一個阻字是相同的，而另一個抗字呢？簡單地說，阻抗就是電阻加電抗，所以才叫阻抗；周延一點地說，阻抗就是電阻、電容抗及電感抗在向量上的和。在直流電的世界中，物體對電流阻礙的作用叫做電阻，世界上所有的物質(zhì)都有電阻，只是電阻值的大小差異而已。電阻小的物質(zhì)稱作良導體，電阻很大的物質(zhì)稱作非導體，而最近在高科技領域中稱的超導體，則是一種電阻值幾近于零的東西。但是在交流電的領域中則除了電阻會阻礙電流以外，電容及電感也會阻礙電流的流動，這種作用就稱之為電抗，意即抵抗電流的作用。電容及電感的電抗分別稱作電容抗及電感抗，簡稱容抗及感抗。它們的計量單位與電阻一樣是歐姆，而其值的大小則和交流電的頻率有關系，頻率愈高則容抗愈小感抗愈大，頻率愈低則容抗愈大而感抗愈小。此外電容抗和電感抗還有相位角度的問題，具有向量上的關系式，因此才會說：阻抗是電阻與電抗在向量上的和。

      　　阻抗匹配是指負載阻抗與激勵源內(nèi)部阻抗互相適配，得到最大功率輸出的一種工作狀態(tài)。對于不同特性的電路，匹配條件是不一樣的。

      　　在純電阻電路中，當負載電阻等于激勵源內(nèi)阻時，則輸出功率為最大，這種工作狀態(tài)稱為匹配，否則稱為失配。

      　　當激勵源內(nèi)阻抗和負載阻抗含有電抗成份時，為使負載得到最大功率，負載阻抗與內(nèi)阻必須滿足共扼關系，即電阻成份相等，電抗成份只數(shù)值相等而符號相反。這種匹配條件稱為共扼匹配。

      　　史密斯圖（Smith chart）是一款用于電機與電子工程學的圖表，主要用于傳輸線的阻抗匹配上。一條傳輸線（transmission line）的阻抗（impedance）會隨其物理長度而改變，要設計一套阻抗匹配（Impedance matching）的電路，需要通過不少繁復的計算程序，史密斯圖的特點便是省卻一些計算程序。

      　　該圖表是由菲利普·史密斯（Phillip Smith）于1939年發(fā)明的，當時他在美國的RCA公司工作。史密斯曾說過，「在我能夠使用計算尺的時候，我對以圖表方式來表達數(shù)學上的關聯(lián)很有興趣?！?/p>

      　　史密斯圖的基本在于以下的算式

      　　

      　　當中的Γ代表其線路的反射系數(shù)（reflection coefficient），即S-parameter里的S11，zL是歸一負載值，即ZL / Z0。當中，ZL是電路的負載值；Z0是傳輸線的特性阻抗值，通常會使用50Ω。

      　　圖表中的圓形線代表電阻抗力的實數(shù)值，即電阻值，中間的橫線與向上和向下散出的線則代表電阻抗力的虛數(shù)值，即由電容或電感在高頻下所產(chǎn)生的阻力，當中向上的是正數(shù)，向下的是負數(shù)。圖表最中間的點（1+j0）代表一個已匹配（matched）的電阻數(shù)值（ZL），同時其反射系數(shù)的值會是零。圖表的邊緣代表其反射系數(shù)的長度是1，即100%反射。在圖邊的數(shù)字代表反射系數(shù)的角度（0-180度）和波長（由零至半個波長）。

      　　有一些圖表是以導納值（admittance）來表示，把上述的阻抗值版本旋轉(zhuǎn)180度即可。

      　　自從有了計算機后，此種圖表的使用率隨之而下，但仍常用來表示特定的資料。對于就讀電磁學及微波電子學的學生來說，在解決課本問題仍然很實用，因此史密斯圖至今仍是重要的教學用具。

      　　在學術論文里，量度儀器的結(jié)果也常會以史密斯圖來表示。

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        LM2596是降壓型電源管理單片集成電路的開關電壓調(diào)節(jié)器，能夠輸出3A的驅(qū)動電流，同時具有很好的線性和負載調(diào)節(jié)特性。固定輸出版本有3.3V、5V、12V，可調(diào)版本可以輸出小于37V的各種電壓。
      • 光模塊
        光模塊
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        光模塊(optical module)由光電子器件、功能電路和光接口等組成，光電子器件包括發(fā)射和接收兩部分。簡單的說，光模塊的作用就是光電轉(zhuǎn)換，發(fā)送端把電信號轉(zhuǎn)換成光信號，通過光纖傳送后，接收端再把光信號轉(zhuǎn)換成電信號。
      • STM32單片機
        STM32單片機
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        STM32系列基于專為要求高性能、低成本、低功耗的嵌入式應用專門設計的ARM Cortex-M3內(nèi)核
      • 步進驅(qū)動器
        步進驅(qū)動器
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        步進驅(qū)動器是一種將電脈沖轉(zhuǎn)化為角位移的執(zhí)行機構。當步進驅(qū)動器接收到一個脈沖信號，它就驅(qū)動步進電機按設定的方向轉(zhuǎn)動一個固定的角度（稱為“步距角”），它的旋轉(zhuǎn)是以固定的角度一步一步運行的?？梢酝ㄟ^控制脈沖個數(shù)來控制角位移量，從而達到準確定位的目的；同時可以通過控制脈沖頻率來控制電機轉(zhuǎn)動的速度和加速度，從而達到調(diào)速和定位的目的。
      • Nexperia
        Nexperia
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        Nexperia是大批量生產(chǎn)基本半導體的領先專家，這些半導體是世界上每個電子設計都需要的組件。該公司廣泛的產(chǎn)品組合包括二極管、雙極晶體管、ESD 保護器件、MOSFET、GaN FET 以及模擬和邏輯IC。
      • CD4046
        CD4046
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        cD4046是通用的CMOS鎖相環(huán)集成電路，其特點是電源電壓范圍寬（為3V－18V），輸入阻抗高（約100MΩ），動態(tài)功耗小，在中心頻率f0為10kHz下功耗僅為600μW，屬微功耗器件。本章主要介紹內(nèi)容有，CD4046的功能 cd4046鎖相環(huán)電路，CD4046無線發(fā)射，cd4046運用，cd4046鎖相環(huán)電路圖。
      • COMSOL
        COMSOL
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        COMSOL集團是全球多物理場建模解決方案的提倡者與領導者。憑借創(chuàng)新的團隊、協(xié)作的文化、前沿的技術、出色的產(chǎn)品，這家高科技工程軟件公司正飛速發(fā)展，并有望成為行業(yè)領袖。其旗艦產(chǎn)品COMSOL Multiphysics 使工程師和科學家們可以通過模擬，賦予設計理念以生命。
      • 加速度傳感器
        加速度傳感器
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        加速度傳感器是一種能夠測量加速度的傳感器。通常由質(zhì)量塊、阻尼器、彈性元件、敏感元件和適調(diào)電路等部分組成。
      • 聯(lián)網(wǎng)技術
        聯(lián)網(wǎng)技術
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      • 服務機器人
        服務機器人
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        服務機器人是機器人家族中的一個年輕成員，到目前為止尚沒有一個嚴格的定義。不同國家對服務機器人的認識不同。
      • 四軸飛行器
        四軸飛行器
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        四軸飛行器，又稱四旋翼飛行器、四旋翼直升機，簡稱四軸、四旋翼。這四軸飛行器（Quadrotor）是一種多旋翼飛行器。四軸飛行器的四個螺旋槳都是電機直連的簡單機構，十字形的布局允許飛行器通過改變電機轉(zhuǎn)速獲得旋轉(zhuǎn)機身的力，從而調(diào)整自身姿態(tài)。具體的技術細節(jié)在“基本運動原理”中講述。
      • 基站測試
        基站測試
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        802.11ac與11基站測試（base station tests） 在基站設備安裝完畢后，對基站設備電氣性能所進行的測量。n的區(qū)別，802.11n無線網(wǎng)卡驅(qū)動，802.11n怎么安裝。
      • TMS320F28335
        TMS320F28335
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        TMS320F28335是一款TI高性能TMS320C28x系列32位浮點DSP處理器
      • 靜電防護
        靜電防護
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        為防止靜電積累所引起的人身電擊、火災和爆炸、電子器件失效和損壞，以及對生產(chǎn)的不良影響而采取的防范措施。其防范原則主要是抑制靜電的產(chǎn)生，加速靜電泄漏，進行靜電中和等。
      • SDK
        SDK
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        　　SDK一般指軟件開發(fā)工具包，軟件開發(fā)工具包一般都是一些軟件工程師為特定的軟件包、軟件框架、硬件平臺、操作系統(tǒng)等建立應用軟件時的開發(fā)工具的集合。軟件開發(fā)工具廣義上指輔助開發(fā)某一類軟件的相關文檔、范例和工具的集合。
      • OBD
        OBD
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        OBD是英文On-Board Diagnostic的縮寫，中文翻譯為“車載診斷系統(tǒng)”。這個系統(tǒng)隨時監(jiān)控發(fā)動機的運行狀況和尾氣后處理系統(tǒng)的工作狀態(tài)，一旦發(fā)現(xiàn)有可能引起排放超標的情況，會馬上發(fā)出警示。
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